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Topological machine learning for protein-nucleic acid binding affinity changes upon mutation

delete2025-12-30
delete0
PRE
AI
X
Xiang Liu
J
JunJie Wee
G
Guo‐Wei Wei *
DOI:10.1088/2632-2153/ae1714delete
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摘要

摘要

En 中文
理解蛋白质突变如何影响蛋白质-核酸结合对于阐明疾病机制和推进治疗至关重要。当前实验方法费时费力,而计算方法在准确性方面仍存在局限。为解决这一挑战,我们提出了一种新型拓扑机器学习模型(TopoML),该模型结合了持久拉普拉斯算子(源自拓扑数据分析)与多视角特征:物理化学性质、拓扑结构和蛋白质Transformer衍生的序列嵌入。该整合框架能够捕捉蛋白质-核酸结合相互作用的鲁棒表征。为验证所提方法,我们使用了两个数据集,一个包含596个单点氨基酸突变的蛋白质-DNA数据集,以及一个包含710个单点氨基酸突变的蛋白质-RNA数据集。结果表明,所提出的TopoML模型在预测蛋白质-DNA和蛋白质-RNA复合物中突变诱导的结合亲和力变化方面优于当前最先进的方法。
Keyword:
protein-DNA
protein-RNA
binding affinity changes upon mutation
persistent Laplacians
topological machine learning

期刊

M
Machine Learning-Science and Technology
IF:
4.6
论文数:
1.1K
被引数:
3.4K

机构

M
michigan state university
学者数:
3.6W
论文数: 3.2W
被引数: 44
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