論文の概要: Annotation-guided Protein Design with Multi-Level Domain Alignment

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.16866v3
• Date: Wed, 11 Dec 2024 15:14:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-12 13:59:35.848696
• Title: Annotation-guided Protein Design with Multi-Level Domain Alignment
• Title（参考訳）: マルチレベルドメインアライメントによるアノテーション誘導タンパク質の設計
• Authors: Chaohao Yuan, Songyou Li, Geyan Ye, Yikun Zhang, Long-Kai Huang, Wenbing Huang, Wei Liu, Jianhua Yao, Yu Rong,
• Abstract要約: マルチモーダルなタンパク質設計フレームワークPAAGを提案する。 タンパク質データベースから抽出したテキストアノテーションを統合し、シーケンス空間で制御可能な生成を行う。 具体的には、PAAGは対応するドメインアノテーションに条件付けられた特定のドメインを含むタンパク質を明示的に生成することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.79713846491306
• License:
• Abstract: The core challenge of de novo protein design lies in creating proteins with specific functions or properties, guided by certain conditions. Current models explore to generate protein using structural and evolutionary guidance, which only provide indirect conditions concerning functions and properties. However, textual annotations of proteins, especially the annotations for protein domains, which directly describe the protein's high-level functionalities, properties, and their correlation with target amino acid sequences, remain unexplored in the context of protein design tasks. In this paper, we propose Protein-Annotation Alignment Generation, PAAG, a multi-modality protein design framework that integrates the textual annotations extracted from protein database for controllable generation in sequence space. Specifically, within a multi-level alignment module, PAAG can explicitly generate proteins containing specific domains conditioned on the corresponding domain annotations, and can even design novel proteins with flexible combinations of different kinds of annotations. Our experimental results underscore the superiority of the aligned protein representations from PAAG over 7 prediction tasks. Furthermore, PAAG demonstrates a significant increase in generation success rate (24.7% vs 4.7% in zinc finger, and 54.3% vs 22.0% in the immunoglobulin domain) in comparison to the existing model. We anticipate that PAAG will broaden the horizons of protein design by leveraging the knowledge from between textual annotation and proteins.
• Abstract（参考訳）: デ・ノボタンパク質の設計の核となる課題は、特定の条件によって誘導される特定の機能や性質を持つタンパク質を作成することである。 現在のモデルでは、機能や性質に関する間接的な条件のみを提供する構造的および進化的ガイダンスを用いてタンパク質の生成を探求している。 しかし、タンパク質のテキストアノテーション、特にタンパク質ドメインのアノテーションは、タンパク質の高レベルな機能、性質、および標的アミノ酸配列との相関を直接記述しており、タンパク質設計タスクの文脈では未解明のままである。 本稿では,タンパク質データベースから抽出したテキストアノテーションを統合し,配列空間における制御可能な生成を行う多モードタンパク質設計フレームワークPAAGを提案する。 具体的には、マルチレベルアライメントモジュール内でPAAGは、対応するドメインアノテーションに条件付けられた特定のドメインを含むタンパク質を明示的に生成することができ、異なる種類のアノテーションの柔軟な組み合わせで新しいタンパク質を設計することもできる。 実験の結果,PAAGのタンパク質表現が7つの予測タスクよりも優れていることが示された。 さらにPAAGは、既存のモデルと比較して、世代成功率(亜鉛指24.7%、免疫グロブリン領域54.3%対22.0%)が著しく上昇している。 我々はPAAGが、テキストアノテーションとタンパク質間の知識を活用することで、タンパク質設計の地平を広げることを期待している。

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