論文の概要: AdaNovo: Adaptive \emph{De Novo} Peptide Sequencing with Conditional Mutual Information

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.07013v1
• Date: Sat, 9 Mar 2024 11:54:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-14 00:11:42.673642
• Title: AdaNovo: Adaptive \emph{De Novo} Peptide Sequencing with Conditional Mutual Information
• Title（参考訳）: AdaNovo: 条件付き相互情報を用いたアダプティブ \emph{De Novo} ペプチドシークエンシング
• Authors: Jun Xia, Shaorong Chen, Jingbo Zhou, Tianze Lin, Wenjie Du, Sizhe Liu, Stan Z. Li
• Abstract要約: 本稿では,各アミノ酸/ペプチド間の条件付き相互情報(CMI)を計算する新しいフレームワークであるAdaNovoを提案する。 AdaNovoは翻訳後修飾(PTM)によるアミノ酸の同定に優れ、データノイズに対する堅牢性を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 48.55853692544708
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Tandem mass spectrometry has played a pivotal role in advancing proteomics, enabling the analysis of protein composition in biological samples. Despite the development of various deep learning methods for identifying amino acid sequences (peptides) responsible for observed spectra, challenges persist in \emph{de novo} peptide sequencing. Firstly, prior methods struggle to identify amino acids with post-translational modifications (PTMs) due to their lower frequency in training data compared to canonical amino acids, further resulting in decreased peptide-level identification precision. Secondly, diverse types of noise and missing peaks in mass spectra reduce the reliability of training data (peptide-spectrum matches, PSMs). To address these challenges, we propose AdaNovo, a novel framework that calculates conditional mutual information (CMI) between the spectrum and each amino acid/peptide, using CMI for adaptive model training. Extensive experiments demonstrate AdaNovo's state-of-the-art performance on a 9-species benchmark, where the peptides in the training set are almost completely disjoint from the peptides of the test sets. Moreover, AdaNovo excels in identifying amino acids with PTMs and exhibits robustness against data noise. The supplementary materials contain the official code.
• Abstract（参考訳）: タンデム質量分析はプロテオミクスの進歩において重要な役割を担い、生体試料中のタンパク質組成の分析を可能にした。 観察されたスペクトルに責任を持つアミノ酸配列(ペプチド)を同定するための様々な深層学習法の開発にもかかわらず、課題は 'emph{de novo} peptide sequencing' に持続する。 第一に、以前の方法は、標準アミノ酸と比較してトレーニングデータの頻度が低いため、翻訳後修飾(ptm)によってアミノ酸の同定に苦労し、さらにペプチドレベルの同定精度が低下した。 第二に、質量スペクトルにおける様々なノイズやピークの欠如により、トレーニングデータの信頼性が低下する(ペプチド-スペクトルマッチング、PSMs)。 これらの課題に対処するために、適応モデルトレーニングにCMIを用いて、スペクトルと各アミノ酸/ペプチド間の条件相互情報(CMI)を計算する新しいフレームワークであるAdaNovoを提案する。 広範な実験により、アダノヴォの9種ベンチマークにおける最先端のパフォーマンスが示され、トレーニングセット内のペプチドがテストセットのペプチドとほぼ完全に無関係である。 さらに、AdaNovoはアミノ酸をPTMで同定し、データノイズに対して堅牢性を示す。 補充資料には公式コードが含まれている。

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