論文の概要: Curvature-Guided Geometric Representation for Protein-Ligand Binding Affinity Prediction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.14159v1
- Date: Fri, 12 Jun 2026 06:33:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-15 16:00:42.777217
- Title: Curvature-Guided Geometric Representation for Protein-Ligand Binding Affinity Prediction
- Title(参考訳): タンパク質-リガンド結合親和性予測のための曲率誘導幾何表現法
- Authors: Shuai Li, Chuan-Xian Ren, Yuhao Li, Ziqi Huang, Yue Pan, Mingzhe Tang, Hong Yan,
- Abstract要約: RicciBindは、曲率誘導階層構造学習と最適なトランスポート(OT)ベースのクロスドメインアライメントを統合した表現フレームワークである。
実験の結果,RicciBindはPLAベンチマークや仮想スクリーニングタスクにおいて,優れた予測性能と一般化を実現していることがわかった。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 38.825664822163816
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Protein-ligand binding affinity (PLA) prediction is critical in drug discovery. Despite the notable advancements in machine learning-based approaches, existing methods struggle to jointly characterize local geometric organization and globally coordinated cross-molecular interactions, limiting their ability to model complex binding mechanisms. Here, we propose RicciBind, a geometric representation framework that integrates curvature-guided hierarchical structure learning with optimal transport (OT)-based cross-domain alignment to model molecular interactions. Specifically, RicciBind leverages Ricci curvature to capture local interaction tightness within molecular structures, enhancing structural awareness and organizing atomic interactions into curvature-aware hierarchical representations. An OT-based cluster matching mechanism then aligns protein and ligand clusters across heterogeneous domains under geometric constraints, enabling globally consistent correspondences and revealing higher-order interaction patterns beyond local neighborhoods. By coupling curvature-guided structure encoding with OT-driven cross-domain alignment, RicciBind effectively models complex interaction semantics and substantially improves both the accuracy and interpretability of binding affinity prediction. Extensive experiments demonstrate that RicciBind achieved superior predictive performance and generalization across PLA benchmarks and virtual screening tasks. Ablation studies further confirmed the essential role of Ricci curvature in enhancing molecular interaction representations.
- Abstract(参考訳): タンパク質リガンド結合親和性(PLA)予測は薬物発見において重要である。
機械学習ベースのアプローチの顕著な進歩にもかかわらず、既存の手法は局所幾何学的組織とグローバルに協調した分子間相互作用を共同で特徴づけることに苦労し、複雑な結合機構をモデル化する能力を制限する。
本稿では、曲率誘導階層構造学習と最適輸送(OT)に基づくクロスドメインアライメントを統合し、分子間相互作用をモデル化する幾何学的表現フレームワークであるRicciBindを提案する。
具体的には、RicciBindはRicci曲率を利用して、分子構造内の局所的な相互作用の密着性を捉え、構造的認識を高め、原子間相互作用を曲率を意識した階層表現に整理する。
OTベースのクラスタマッチング機構は、幾何学的制約の下で不均一領域をまたいだタンパク質とリガンドクラスタを整列させ、グローバルに一貫した対応を可能にし、局所的な近傍を越えて高次相互作用パターンを明らかにする。
RicciBindは、曲率誘導構造とOT駆動のクロスドメインアライメントを結合することにより、複雑な相互作用のセマンティクスを効果的にモデル化し、結合親和性予測の精度と解釈性の両方を大幅に改善する。
大規模な実験により、RicciBindはPLAベンチマークと仮想スクリーニングタスクで優れた予測性能と一般化を達成した。
アブレーション研究により、分子間相互作用の表現の増強におけるリッチ曲率の重要性がさらに確認された。
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