論文の概要: CORAL: Learning Amyloid Fibril Ligand Docking with Cooperative Binding Rewards
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.17412v1
- Date: Sun, 19 Jul 2026 21:20:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-21 18:48:37.462485
- Title: CORAL: Learning Amyloid Fibril Ligand Docking with Cooperative Binding Rewards
- Title(参考訳): コラル:アミロイド・フィブリル・リガンドドッキングと協調的バインド・リワード
- Abstract要約: アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患は、タンパク質のアミロイドフィブリルへの異常な凝集である。
CoRALは、ドッキングモデルをトレーニングしてリガンドのポーズを生成する強化学習フレームワークである。
既存のドッキングベースラインに対するポーズ品質と結合親和性相関が向上したことを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 28.32607034759326
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A hallmark of neurodegenerative diseases such as Alzheimer's and Parkinson's is the aberrant aggregation of proteins into amyloid fibrils, and small molecules that selectively bind to these fibrils hold promise as diagnostics, imaging probes, and therapeutics. Predicting how such ligands bind to fibril targets, however, presents two fundamental challenges. First, resolved co-crystal structures of amyloid-ligand complexes are exceptionally scarce; even with recent advances in cryo-EM only a handful have been structurally characterized, making supervised training of docking models impractical for this target class. Second, amyloid fibrils present a binding mode fundamentally different from globular proteins: ligands intercalate into longitudinal cross-$β$ grooves and stack cooperatively along the fibril axis, a geometry that existing docking models are not designed to capture. To address these challenges, we present CORAL (COopeRative Amyloid Ligand docking), a reinforcement learning framework that trains a generative docking model to produce ligand pose distributions tailored to the cross-$β$ groove geometry. Our reward explicitly incorporates cooperative ligand-ligand stacking energy alongside protein-ligand docking affinity, directly capturing the distinctive binding geometry of amyloid fibrils. We further introduce a curated evaluation set of amyloid-ligand complexes constructed from model-generated poses validated by domain experts. Experiments on both experimentally resolved structures and this evaluation set demonstrate improved pose quality and binding affinity correlation over existing docking baselines.
- Abstract(参考訳): アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患は、タンパク質をアミロイドフィブリルに異常に凝集させることであり、これらのフィブリルに選択的に結合する小さな分子は診断、イメージングプローブ、治療薬として有望である。
しかしながら、そのようなリガンドがフィブリルターゲットにどのように結合するかを予測することは、2つの根本的な課題を提示している。
まず, アミロイド-リガンド錯体の共結晶構造は極めて少ないが, 近年のCryo-EMの進歩はごくわずかしか構造的に特徴付けられていない。
第2に、アミロイドフィブリルは、球状タンパク質と根本的に異なる結合モードを示す:リガンドは、縦方向のβ$溝にインターカレートし、フィブリル軸に沿って協調的にスタックを形成する。
これらの課題に対処するため、我々は、生成ドッキングモデルを訓練し、クロス・β$溝幾何学に合わせた配位子ポーズ分布を生成する強化学習フレームワークであるCORAL(CoopeRative Amyloid Ligand docking)を提案する。
我々の報酬は、タンパク質-リガンドドッキング親和性とともに協調的なリガンド-リガンド結合エネルギーを明示的に含み、アミロイドフィブリルの特異な結合構造を直接捉えている。
さらに、ドメインの専門家によって検証されたモデル生成ポーズから構築されたアミロイド-リガンド複合体のキュレートされた評価セットを紹介する。
既存のドッキングベースラインに対して, ポーズ品質と結合親和性相関が向上したことを示す。
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