論文の概要: FuseDiff: Symmetry-Preserving Joint Diffusion for Dual-Target Structure-Based Drug Design

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.05567v1
• Date: Thu, 05 Mar 2026 14:22:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-09 13:17:44.198236
• Title: FuseDiff: Symmetry-Preserving Joint Diffusion for Dual-Target Structure-Based Drug Design
• Title（参考訳）: FuseDiff: 二重ターゲット構造に基づく医薬品設計のための対称性保存関節拡散
• Abstract要約: FuseDiffは、リガンド分子グラフと両ポケットに条件付き2つのポケット特異的結合ポーズを共同生成するエンドツーエンド拡散モデルである。 ベンチマークと実世界のデュアルターゲットシステムの実験は、FuseDiffが最先端のドッキング性能を達成することを示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 31.311120889405714
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Dual-target structure-based drug design aims to generate a single ligand together with two pocket-specific binding poses, each compatible with a corresponding target pocket, enabling polypharmacological therapies with improved efficacy and reduced resistance. Existing approaches typically rely on staged pipelines, which either decouple the two poses via conditional-independence assumptions or enforce overly rigid correlations, and therefore fail to jointly generate two target-specific binding modes. To address this, we propose FuseDiff, an end-to-end diffusion model that jointly generates a ligand molecular graph and two pocket-specific binding poses conditioned on both pockets. FuseDiff features a message-passing backbone with Dual-target Local Context Fusion (DLCF), which fuses each ligand atom's local context from both pockets to enable expressive joint modeling while preserving the desired symmetries. Together with explicit bond generation, FuseDiff enforces topological consistency across the two poses under a shared graph while allowing target-specific geometric adaptation in each pocket. To support principled training and evaluation, we derive a dual-target training set and use an independent held-out test set for evaluation. Experiments on the benchmark and a real-world dual-target system show that FuseDiff achieves state-of-the-art docking performance and enables the first systematic assessment of dual-target pose quality prior to docking-based pose search.
• Abstract（参考訳）: デュアルターゲット構造に基づく薬物設計は、2つのポケット特異的な結合ポーズと共に1つのリガンドを生成することを目的としており、それぞれが対応するターゲットポケットと互換性があり、有効性と抵抗性を向上した多薬理学療法を可能にする。 既存のアプローチは一般にステージ化されたパイプラインに依存しており、2つのポーズを条件付き独立性仮定によって分離するか、過度に厳密な相関を強制するかのいずれかであり、したがって2つのターゲット固有のバインディングモードを共同で生成することができない。 これを解決するために,両ポケットに条件付き2つのポケット特異的結合ポーズと,配位子分子グラフを共同生成するエンドツーエンド拡散モデルFuseDiffを提案する。 FuseDiffはDual-target Local Context Fusion (DLCF)によるメッセージパッシングバックボーンを備えており、各リガンド原子のローカルコンテキストを両方のポケットから融合させ、所望の対称性を維持しながら表現力のある関節モデリングを可能にする。 明示的な結合生成とともに、FuseDiffは2つのポーズ間の位相的一貫性を共有グラフの下で実施し、各ポケットにターゲット固有の幾何学的適応を可能にする。 原則的トレーニングと評価を支援するため,両目標トレーニングセットを導出し,独立したホールドアウトテストセットを用いて評価を行う。 ベンチマークと実世界のデュアルターゲットシステムの実験により、FuseDiffはドッキングの最先端性能を達成し、ドッキングベースのポーズサーチに先立って、初めて二重ターゲットのポーズ品質を体系的に評価できることを示した。

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