研究團隊開發(fā)糖結(jié)合位點預(yù)測精準新算法

6月17日，中國科學(xué)院上海藥物研究所研究員程曦、文留青等與臨港實驗室青年研究員王鼎言合作，通過開發(fā)基于深度學(xué)習(xí)模型的糖結(jié)合位點預(yù)測算法DeepGlycanSite，精準預(yù)測了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上的糖類結(jié)合位置，有助于解決糖類與蛋白質(zhì)相互作用的難題。相關(guān)研究發(fā)表于《自然—通訊》。

糖類不僅為生物體提供能量供應(yīng)和結(jié)構(gòu)支撐，還通過調(diào)控生物大分子的功能，在免疫響應(yīng)、細胞分化和神經(jīng)發(fā)育等過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。由于糖類物質(zhì)種類多樣且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實驗鑒定蛋白質(zhì)的糖類配體結(jié)合位點成本高、效率低，已有的小分子配體結(jié)合位點預(yù)測算法不適用于糖結(jié)合位點預(yù)測。開發(fā)精準高效的糖結(jié)合位點預(yù)測方法是糖科學(xué)領(lǐng)域的迫切需求。

研究團隊設(shè)計了基于深度等變圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法DeepGlycanSite，從用戶提供的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中提取幾何與進化信息，利用向量化表示和交互式信息傳遞機制深度挖掘特征關(guān)聯(lián)性，以預(yù)測每個氨基酸位點結(jié)合糖的概率。該算法顯著優(yōu)于已有的結(jié)合位點預(yù)測算法，且能預(yù)測不同類型糖的結(jié)合位點。此外，DeepGlycanSite可以讀取用戶提供的糖分子化學(xué)結(jié)構(gòu)信息，預(yù)測該糖分子的特異性結(jié)合位點。