論文の概要: An accurate nucleic acid-small molecule docking framework via geometric deep learning with large-scale pretraining
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.05198v1
- Date: Fri, 22 May 2026 06:39:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-07 20:42:22.602761
- Title: An accurate nucleic acid-small molecule docking framework via geometric deep learning with large-scale pretraining
- Title(参考訳): 大規模事前学習を用いた幾何学的深層学習による正確な核酸-小分子ドッキング機構
- Authors: Shi Li, Xujun Zhang, Mingquan Liu, Hui Zhang, Shuoying Jia, Yu Kang, Tingjun Hou, Peichen Pan,
- Abstract要約: NucleoDockは核酸小分子ドッキングのためのディープラーニングフレームワークである。
数百万ものドッキング生成合成錯体の物理誘導型大規模プレトレーニングと、キュレートされた実験共結晶構造を微調整する。
125個の核酸-配位子複合体の外部ベンチマークにおいて、ヌクレオドックは56%のトップ-1成功率を達成した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 8.945556760958025
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Nucleic acids are increasingly recognized as therapeutic targets beyond conventional protein-centered drug discovery, yet accurate and efficient docking of small molecules to nucleic acid structures remains challenging. Physics-based docking methods often show limited accuracy and efficiency, whereas deep learning approaches are constrained by the scarcity of experimentally resolved nucleic acid-ligand complexes. Here, we present NucleoDock, a deep learning framework for nucleic acid-small molecule docking. To address data scarcity, NucleoDock combines physics-guided large-scale pretraining on millions of docking-generated synthetic complexes with fine-tuning on curated experimental co-crystal structures. It further integrates sequence- and structure-informed nucleotide representations with atomistic three-dimensional features to capture both biological context and binding-site geometry. A mixture density network-based geometric scoring head is used to model conditional interaction-distance distributions for pose ranking. On an external benchmark of 125 nucleic acid-ligand complexes, NucleoDock achieved a top-1 success rate of 56 percent at an RMSD cutoff of 2.0 Angstrom, outperforming rDock with 29 percent, while generating 100 poses in approximately 5 seconds per complex. Retrospective virtual screening on the ROBIN benchmark further showed improved early enrichment. NucleoDock represents a step toward bridging the methodological gap between protein- and nucleic acid-directed computational drug discovery.
- Abstract(参考訳): 核酸は、従来のタンパク質中心の薬物発見以上の治療標的として認識されることが多いが、核酸構造への小さな分子のドッキングは、正確かつ効率的なものである。
物理ベースのドッキング法はしばしば精度と効率が制限されるが、深層学習法は実験的に解決された核酸-リガンド錯体の不足によって制約される。
本稿では核酸-小分子ドッキングのためのディープラーニングフレームワークであるNucleoDockを紹介する。
データ不足に対処するため、NucleoDockは何百万ものドッキング生成合成錯体の物理誘導型大規模プレトレーニングと、キュレートされた実験コクリスタル構造を微調整する。
さらに、配列および構造インフォームドヌクレオチド表現と原子論的な3次元特徴を統合し、生物学的文脈と結合部位の幾何学の両方を捉える。
混合密度ネットワークに基づく幾何スコアリングヘッドを用いて、ポーズランキングのための条件付き相互作用距離分布をモデル化する。
125個の核酸-配位子複合体の外部ベンチマークにおいて、NucleoDockは、2.0アングストロームのRMSDカットオフで56%の成功率を達成し、rDockを29%上回った。
ROBINベンチマークのふりかえりの仮想スクリーニングにより、早期の濃縮がさらに向上した。
NucleoDockは、タンパク質と核酸による計算薬の発見の間の方法論的なギャップを埋めるためのステップである。
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