論文の概要: Unlocking High-Fidelity Molecular Generation from Mass Spectra via Dual-Stream Line Graph Diffusion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.07048v1
- Date: Thu, 07 May 2026 23:56:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-11 19:43:38.680226
- Title: Unlocking High-Fidelity Molecular Generation from Mass Spectra via Dual-Stream Line Graph Diffusion
- Title(参考訳): 二重ストリーム線グラフ拡散による質量スペクトルからの非ロック高忠実分子生成
- Authors: Xujun Che, Xiuxia Du, Depeng Xu,
- Abstract要約: 2つの結合したサブプロブレムの交互解として分子グラフを復調するDualLGDを提案する。
NPLIB1とMassSpecGymのベンチマークでは、DualLGDは34.37%と23.89%という3倍の精度を達成している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.2243643829769586
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: De novo molecular generation from tandem mass spectra is a challenging inverse problem whose core difficulty lies in the circular dependency between atom-level and bond-level reasoning: determining a bond's type requires knowing its endpoint atoms' chemical environment, yet an atom's environment is in turn defined by its incident bonds. Existing graph diffusion methods process atoms and bonds within a single computation stream, where atom-bond information synchronization can only occur implicitly across layers. We argue that this single-stream paradigm, rather than the choice of any particular aggregation kernel, is a key architectural bottleneck. We propose DualLGD (Dual-stream Line Graph Diffusion), which reformulates molecular graph denoising as the alternating solution of two coupled subproblems: atom-level reasoning and bond-level reasoning, each operating in its own dedicated representation space. The line graph provides a natural mathematical construction for the bond space, in which bond angles, dihedrals, conjugation chains, and rings correspond to local topological motifs between bonds. Incidence-constrained bidirectional cross-attention synchronizes the two streams at every layer, ensuring that each atom attends only to its incident bonds and vice versa, respecting the fundamental chemical principle that an atom's environment is determined by its bonding context. On the NPLIB1 and MassSpecGym benchmarks, DualLGD achieves top-1 accuracy of 34.37\% and 23.89\%, approximately $3\times$ the previous state of the art. Ablation studies confirm the architecture as the primary source of improvement: DualLGD without any pre-training already surpasses the previous best fully pretrained model.
- Abstract(参考訳): タンデム質量スペクトルからのデ・ノボ分子生成は、原子準位と結合準位の間の円依存性にコアの困難がある挑戦的な逆問題である: 結合の型を決定するには、そのエンドポイント原子の化学環境を知る必要があるが、原子の環境はその入射結合によって定義される。
既存のグラフ拡散法は単一の計算ストリーム内で原子と結合を処理し、原子結合情報同期はレイヤ間で暗黙的にのみ発生する。
この単一ストリームのパラダイムは、特定の集約カーネルを選択するのではなく、重要なアーキテクチャ上のボトルネックである、と私たちは主張する。
本稿では2つの結合したサブプロブレム(原子レベルの推論と結合レベルの推論)の交互解として分子グラフを復調するDualLGD(Dual-stream Line Graph Diffusion)を提案する。
直線グラフは結合空間の自然な数学的構成を提供し、結合角、二面体、共役鎖、環は結合間の局所位相モチーフに対応する。
入射拘束された双方向の相互配置は、各層における2つのストリームを同期させ、各原子がその入射結合にのみ従うことを保証し、またその結合コンテキストによって原子の環境が決定されるという基本的な化学原理を尊重する。
NPLIB1とMassSpecGymのベンチマークでは、DualLGDは34.37\%と23.89\%というトップ1の精度を達成している。
事前トレーニングなしのデュアルLGDは、以前の最高の完全に事前トレーニングされたモデルを超えています。
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