論文の概要: Discrete Ricci Curvature on Protein Contact Graphs for Lightweight Fold Classification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.16553v1
- Date: Fri, 17 Jul 2026 23:24:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-21 18:48:37.180261
- Title: Discrete Ricci Curvature on Protein Contact Graphs for Lightweight Fold Classification
- Title(参考訳): 軽量金型分類のためのタンパク質接触グラフ上の離散リッチ曲率
- Abstract要約: 我々は、折りたたみ分類のための軽量な構造記述子として、カルファ接点グラフ上のリッチ曲率を用いる。
軽量な構造記述子は平均プール式ESM-2埋め込みよりも大幅に優れていた。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Protein fold classification can be approached via sequence-based representations or structural descriptors, but direct comparisons between lightweight handcrafted descriptors and pretrained protein language model embeddings remain limited. We investigate discrete Ricci curvature on Calpha contact graphs as a lightweight structural descriptor for fold classification. Each protein domain is represented by a 22-dimensional fixed-length feature derived from summary statistics and quantiles of Ollivier-Ricci and Forman-Ricci edge curvature distributions. We evaluate on CATH top-10 Topology classification and on the ASTRAL 40%-identity SCOPe top-10 Fold benchmark, comparing against geometry, contact-graph statistics, persistent homology, and mean-pooled ESM-2 (150M) baselines. On both datasets, lightweight structural descriptors substantially outperform mean-pooled ESM-2 embeddings, with a larger performance gap on the ASTRAL 40% SCOPe benchmark. Ricci alone uses 22 dimensions, or 3.4% of the ESM-2 baseline dimensionality, and already outperforms mean-pooled ESM-2 on both datasets. Combining Ricci with persistent homology yields the strongest performance, achieving macro-F1 of 0.71 on CATH and 0.68 on SCOPe with a 112-dimensional feature vector. These results identify a regime where lightweight interpretable graph descriptors offer a practical alternative to pretrained protein language model embeddings.
- Abstract(参考訳): タンパク質の折り畳み分類は、配列ベースの表現や構造記述子によってアプローチできるが、軽量の手作り記述子と事前訓練されたタンパク質言語モデルの埋め込みとの直接比較は限定的である。
折り畳み分類のための軽量な構造記述子として, カルファ接点グラフ上のリッチ曲率について検討した。
各タンパク質ドメインは、Ollivier-RicciおよびForman-Ricciエッジ曲率分布の要約統計および定量から導かれる22次元の固定長特徴によって表現される。
本研究では,CATH Top-10 Topology分類とASTral 40%-identity SCOPe Top-10 Foldベンチマークを用いて,幾何,接触グラフ統計,永続ホモロジー,平均プールESM-2(150M)ベースラインとの比較を行った。
両方のデータセットでは、軽量な構造記述子は平均プールのESM-2埋め込みよりも大幅に優れており、ASTRAL 40%のSCOPeベンチマークではパフォーマンスの差が大きい。
Ricciは22次元または3.4%のESM-2ベースライン次元を使用しており、既に両方のデータセットで平均プール付きESM-2を上回っている。
Ricciと永続ホモロジーを組み合わせることで、CATHでは0.71のマクロF1、SCOPeでは0.68のマクロF1を、112次元の特徴ベクトルで達成できる。
これらの結果は、軽量な解釈可能なグラフ記述子が、事前訓練されたタンパク質言語モデルの埋め込みに代わる実用的な代替手段を提供する状況を特定する。
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