論文の概要: Trustworthy Protein-Ligand Binding Affinity Prediction via Reliability-Aware Multi-Engine Fusion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.17601v1
- Date: Mon, 20 Jul 2026 06:42:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-21 18:48:37.514182
- Title: Trustworthy Protein-Ligand Binding Affinity Prediction via Reliability-Aware Multi-Engine Fusion
- Title(参考訳): 信頼性を考慮した多エンジン融合によるタンパク質-リガンド結合親和性予測
- Abstract要約: マルチエンジンバインドアフィニティ予測のためのフレームワークであるRELIABLE-BAを紹介する。
PDBBindとBDB 2020+ベンチマークの実験では、不確実性のキャリブレーションを大幅に改善した競合点予測が示されている。
これらの不確実性推定は、タンパク質-リガンドペアの信頼性の高いフィルタリングを可能にし、高信頼ペアのみを保持する場合、予測誤差を最大25%削減する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 17.232816400275727
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Accurate protein-ligand binding affinity prediction is central to computational drug discovery, yet modern docking engines frequently disagree without indicating which prediction to trust. Consensus scoring and ensemble methods improve mean accuracy but treat all predictions identically without interpretable confidence measures or uncertainty decomposition, ignoring the chemical context of each protein-ligand pair. To address this limitation, we introduce RELIABLE-BA (RELIABiLity-aware Evidential fusion for Binding Affinity), an evidential framework for multi-engine binding affinity prediction. Our model comprises three steps: (1) modeling each engine as an evidential expert via Normal-Inverse-Gamma distributions, (2) scaling epistemic uncertainty through learned reliability from molecular context while preserving each expert's predictive mean, and (3) fusing experts through closed-form aggregation that captures both individual uncertainty and inter-engine disagreement. Experiments on the PDBBind and BDB2020+ benchmarks demonstrate competitive point prediction with substantially improved uncertainty calibration, and additional validation on the SARS-CoV-2 Mpro dataset and 5HT2A receptor demonstrates applicability to clinically relevant drug targets. Crucially, these uncertainty estimates enable reliable filtering of protein-ligand pairs, reducing prediction error by up to 25% when retaining only high-confidence pairs. To our knowledge, RELIABLE-BA is the first multi-engine binding affinity prediction framework to combine evidential fusion with context-dependent reliability, offering a principled path toward trustworthy AI-guided drug discovery. Our code is publicly available at https://github.com/yongchand/RELIABLE-BA.
- Abstract(参考訳): 正確なタンパク質-リガンド結合親和性予測は、計算薬の発見の中心であるが、現代のドッキングエンジンは、どの予測を信頼するかを示すことなく、しばしば意見が一致しない。
コンセンサススコア法とアンサンブル法は平均精度を向上させるが、全ての予測を解釈可能な信頼度測定や不確実性分解なしに同一に扱い、各タンパク質-リガンドペアの化学的文脈を無視している。
この制限に対処するために、多エンジン結合親和性予測のための明らかなフレームワークであるRELIABLE-BA(RELIABiLity-aware Evidential fusion for Binding Affinity)を導入する。
本モデルでは,(1)正規-逆-ガンマ分布を用いて各エンジンを明らかな専門家としてモデル化し,(2)分子コンテキストから学習した信頼性を生かし,各専門家の予測平均を保ちながら,(3)個々の不確かさとエンジン間不一致を捉えるクローズドフォームアグリゲーションを通じて専門家を融合させる。
PDBBindとBDB2020+ベンチマークの実験では、不確実性のキャリブレーションを大幅に改善した競合点予測が示され、SARS-CoV-2 Mproデータセットと5HT2A受容体のさらなる検証は、臨床的に関連する薬物標的に適用可能であることを示した。
これらの不確実性推定は、タンパク質-リガンドペアの信頼性の高いフィルタリングを可能にし、高信頼ペアのみを保持する場合、予測誤差を最大25%削減する。
我々の知る限り、RELIABLE-BAは、顕在的融合と文脈依存的信頼性を組み合わせた最初のマルチエンジン結合親和性予測フレームワークであり、信頼できるAI誘導薬物発見への原則的な道筋を提供する。
私たちのコードはhttps://github.com/yongchand/RELIABLE-BA.comで公開されています。
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