awesome AI based protein design

تصميم رائع للبروتين قائم على الذكاء الاصطناعي

هذه مجموعة من الأوراق البحثية لتصميم البروتين القائم على الذكاء الاصطناعي . وسيتم تحديث المستودع باستمرار لتتبع حدود تصميم البروتين القائم على الذكاء الاصطناعي.

مرحبا بكم في المتابعة والنجمة!

جدول المحتويات

• نظرة عامة/مثال على تصميم البروتين القائم على الذكاء الاصطناعي

• أوراق

  • الطبيعة ( مهم!!! )
  • طبيعة الهندسة الطبية الحيوية
  • اتصالات الطبيعة
  • ذكاء آلة الطبيعة
  • علوم
  • ICML أو ICLR أو NeurIPS 2022
  • أركسيف أو bioRxiv
  • آحرون

• المساهمة

نظرة عامة على تصميم البروتين

لقد نجحت أدوات الذكاء الاصطناعي في حل مشكلة التنبؤ ببنية البروتين. تستمد هذه المشكلة البنية المكانية من تسلسل الأحماض الأمينية وتحقق دقة التنبؤ على المستوى الذري، مثل AlphaFold 2. فهي تجمع بين نماذج التنبؤ السابقة ببنية البروتين لتتعلم طرق تصميم البروتين تلقائيًا، وبالتالي تخدم الاحتياجات الصيدلانية البشرية حقًا.

تختلف الممارسات المحددة لتصميم البروتين بشكل كبير، كما أن تعريفات المشكلة المطبقة على عمليات التصميم المختلفة مختلفة جدًا أيضًا. فيما يلي بعض الأمثلة:

1. مشكلة التنبؤ بتسلسل الأحماض الأمينية من البنية المكانية (عكس Alphafold)، والتي تفترض أن البنية المكانية للبروتين المطلوب يمكن استخلاصها من خلال محاكاة الديناميكيات الجزيئية، وما إلى ذلك.
2. مشكلة إكمال بنية البروتين لبنية جزئية معينة، مثل الدراسة العلمية الحديثة [1] لمجموعة ديفيد بيكر الشهيرة. يفترض هذا أنه يمكن العثور على التطابقات الهيكلية الجزئية فقط.
3. مزيج من وظيفة الطاقة المجهزة ومحاكاة MD لتصميم البروتين، مثل الطبيعة الأخيرة [2] لفريق ليو هايان في الصين.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام العديد من الطرق لتصميم البروتين، كما أن تعريفات مشكلة الذكاء الاصطناعي المقابلة مختلفة جدًا أيضًا. تسرد هذه المقالة بعض المقالات عالية المستوى في تصميم البروتين القائم على الذكاء الاصطناعي، والتي سيتم تحديثها باستمرار في المستقبل.

أوراق

 format:
- [title](paper link) [links]
  - author1, author2, and author3...
  - publisher
  - keyword

طبيعة

• التنبؤ الدقيق للبنية للتفاعلات الجزيئية الحيوية مع AlphaFold 3

  • جوش أبرامسون، جوناس أدلر، جاك دونجر، ريتشارد إيفانز، تيم جرين، ألكسندر بريتزل، أولاف رونبرجر، ليندسي ويلمور، أندرو جيه. بالارد، جوشوا بامبريك، سيباستيان دبليو بودنشتاين، ديفيد إيه. إيفانز، تشيا تشون هونغ، مايكل أو. نيل، ديفيد ريمان، كاثرين تونياسوفوناكول، زاكاري وو، أكفيلي زيمجوليتي، إيريني أرفانيتي، تشارلز بيتي، أوتافيا برتولي، أليكس بريدجلاند، أليكسي تشيريبانوف، مايلز كونجريف، ألكسندر آي كوين ريفرز، أندرو كوي، مايكل فيجورنوف، فابيان بي فوكس، هانا جلادمان، ريشوب جاين، يوسف أ. خان، كارولين إم آر لو، كوبا بيرلين، آنا بوتابينكو، باسكال سافي، سوخديب سينغ، أدريان ستيكولا، أشوك ثيلاسوندارام، كاثرين تونغ، سيرجي ياكنين، إلين د. تشونغ، ميشال زيلينسكي، أوغسطين جيدك، فيكتور بابست، بوشميت كوهلي، ماكس جاديربيرج، ديميس هاسابيس وجون إم جامبر
  • الكلمات المفتاحية: الهندسة المعمارية القائمة على الانتشار، نمذجة بنية البروتين، نمذجة الفضاء الجزيئي الحيوي

• وظيفة الطاقة التي تركز على العمود الفقري للشبكات العصبية لتصميم البروتين

  • بي هوانغ، واي شو، إكس هو، واي ليو، إس لياو، جي تشانغ، سي هوانغ
  • الكلمة المفتاحية: دالة الطاقة، محاكاة MD، محور العمود الفقري

• تصميم بروتين دي نوفو عن طريق الهلوسة الشبكية العميقة

  • إيفان أنيشينكو، صامويل جيه بيلوك، تاموكا إم تشيدياوسيكو، تيريزا أ. راميلوت، سيرجي أوفتشينيكوف، جينغتشو هاو، خوشبو بافنا، كريستوفر نورن، أليكس كانغ، عاصم ك. بيرا، فرانك ديمايو، لورين كارتر، كاميرون إم تشاو، جايتانو تي مونتيليوني وديفيد بيكر
  • الكلمات المفتاحية: الهلوسة، الرسم، تصميم البروتين

• تصميم البروتينات المرتبطة بالبروتين من البنية المستهدفة وحدها

  • لونجكسينج كاو، بريان كوفنتري، إينا جوريشنيك، بوي هوانج، ويليام شيفلر، جون سونج بارك، كيفن إم جود، إيفا ماركوفيتش، راميشوار يو كادام، كوين إتش جي فيرشويرين، كينيث فيرستريت، سكوت توماس راسل والش، ناثانيال بينيت، أشيش فال، إيرين يانج، ليزا كوزودوي، ميشيل ديويت، لورا بيكتون، لورين ميلر، إيفا ماريا ستراوخ، نيكولاس د. ديبوفر، أليسون بيريس، عاصم ك. بيرا، سامر حلبية، برادلي هامرسون، وي يانغ، ستيفن برنارد، لانس ستيوارت، إيان أ. ويلسون، هانيلي روهولا بيكر، جوزيف شليسنجر، سانغوون لي، سافاس إن. سافيديس، ك. كريستوفر جارسيا، وديفيد بيكر
  • الكلمات المفتاحية: ملزمة الاقتباس

طبيعة الهندسة الطبية الحيوية

• تسريع اكتشاف مضادات الميكروبات عبر النماذج التوليدية العميقة ومحاكاة الديناميكيات الجزيئية
  • بايل داس، توم سيركو، كاهيني وادهاوان، إنكيت بادي، سيباستيان غيرمان، فلافيو سيبسيجان، فيجيل تشينثاماراكشان، هندريك ستروبلت، شيشرون دوس سانتوس، بين يو تشين، يي يان يانغ، جيريمي بي كيه تان، جيمس هيدريك، جايسون كرين وألكسندرا موسيلوفيتش.
  • الكلمات المفتاحية: مضادات الميكروبات، التشفير الذاتي التوليدي، الديناميات الجزيئية

اتصالات الطبيعة

• اكتشاف ركائز الببتيد دي نوفو للإنزيمات باستخدام التعلم الآلي

  • لوريلي تالورين، جيالي وانغ، ووجو إي كيم، سواجات ساهو، نيكولاس إم كوسا، بو يانغ، ماثيو طومسون، مايكل ك. جيلسون، بيتر آي فرايزر، مايكل دي بوركارت وناثان سي جيانيشي
  • الكلمات المفتاحية: تصميم الإنزيمات، التعلم الآلي

• ECNet عبارة عن إطار عمل تطوري متكامل للتعلم العميق لهندسة البروتين

  • يونان لو، قوانغدي جيانغ، تيانهاو يو، يانغ ليو، لام فو، هانتيان دينغ، يوفينغ سو، ويسلي وي تشيان، هويمين تشاو وجيان بينغ
  • الكلمات المفتاحية: اللياقة الوظيفية، التطورية

• تصميم البروتين والتنبؤ المتغير باستخدام النماذج التوليدية الانحدار الذاتي

  • جونغ إيون شين، آدم جيه ريسلمان، آرون دبليو كولاش، كونور ماكماهون، إيلانا سيمون، كريس ساندر، آشيش مانجليك، أندرو سي كروس، ديبورا إس ماركس
  • الكلمات المفتاحية: نماذج الانحدار الذاتي التوليدية، تصميم البروتين

• تصميم تسلسل البروتين مع الإمكانات المستفادة

  • نامراتا أناند، رافائيل إيغوتشي، إريمبان آي. ماثيوز، كارلا بي. بيريز، ألكسندر ديري، روس بي. ألتمان وبو-سو هوانغ
  • الكلمات المفتاحية: تصميم البروتين، وظيفة الطاقة، الشبكة العصبية العميقة

• تصميم البروتين والتنبؤ المتغير باستخدام النماذج التوليدية الانحدار الذاتي

  • جونغ إيون شين، آدم جيه ريسلمان، آرون دبليو كولاش، كونور ماكماهون، إيلانا سيمون، كريس ساندر، آشيش مانجليك، أندرو سي كروس، ديبورا إس ماركس
  • الكلمات المفتاحية: نماذج الانحدار الذاتي التوليدية، تصميم البروتين

ذكاء آلة الطبيعة

• يتيح محول الانحدار إمكانية انحدار التسلسل المتزامن وتوليده لنمذجة اللغة الجزيئية

  • جانيس بورن وماتيو مانيكا
  • الكلمات المفتاحية: النمذجة اللغوية الجزيئية، الانحدار، المحولات

• تصميم البروتين يمكن السيطرة عليه مع نماذج اللغة

  • نويليا فيروز وبيرت هوكر
  • الكلمات المفتاحية: النموذج اللغوي، المسيطر عليه، المسح

علوم

• تصميم تسلسل البروتين القوي القائم على التعلم العميق باستخدام ProteinMPNN

  • جيه دوبارا، آي أنيشينكو، إن بينيت، إتش باي، آر جيه راغوت، إل إف ميلز، بيم ويكي، أ. كوربيه، آر جيه دي هاس، إن بيثيل، بي جي ليونج، تي إف هودي، إس بيلوك، دي تيشر ، إف تشان، بي كوبنيك، إتش نجوين، إيه كانغ، بي سانكاران، إيه كيه بيرا، إن بي كينغ، د. بيكر
  • الكلمات المفتاحية: النموذج اللغوي، التنبؤ بالبنية

• سقالات المواقع الوظيفية للبروتين باستخدام التعلم العميق

  • جوي وانغ، سيدني ليسانزا، ديفيد يورجنز، دوج تيشر، جوزيف إل واتسون، كارلا إم كاسترو، روبرت راجوت، أميجاي ساراجوفي، لوكاس إف ميلز، مينكيونج بايك، إيفان أنيششينكو، وي يانج، ديريك آر هيكس، مارك إكسبوسيت، توماس شليشثارل، جونغ هو تشون، جوستاس دوبراس، ناثانيال بينيت، باسيل آي إم ويكي، أندرو مونكس، فرانك ديمايو، برونو كوريا، سيرجي أوفتشينيكوف، ديفيد بيكر
  • الكلمات المفتاحية: الموقع الوظيفي، التعلم العميق، الهلوسة، الرسم الداخلي

ICML أو ICLR أو NeurIPS

• التعلم المعزز العميق لنمذجة مجمعات البروتين

  • زيكي جاو، تاو فنغ، جياكسوان يو، تشيني زي، يان تشو، تشن تشانغ، جيا لي
  • الكلمات المفتاحية: التنبؤ ببنية البروتين المعقدة، التنبؤ بمسار الالتحام، شبكة السياسات، التعلم المعزز

• بيرتولوجي يلتقي علم الأحياء: تفسير الاهتمام في نماذج لغة البروتين

  • جيسي فيج، علي مدني، لاف آر فارشني، كايمنج شيونغ، ريتشارد سوشر، نازنين فاطمة راجاني
  • الكلمات المفتاحية: النموذج اللغوي، المحول، الخاصية البنائية والوظيفية

• تصميم الأجسام المضادة الشرطية كترجمة رسم بياني مكافئ ثلاثي الأبعاد

  • Xiangzhe Kong، Wenbing Huang، يانغ ليو
  • الكلمات المفتاحية: تصميم الأجسام المضادة، ترجمة الرسم البياني

• التكييف عن طريق أخذ العينات التكيفية لتصميم قوي

  • ديفيد بروكس، هانبيوم بارك، جينيفر ليستغارتن
  • الكلمات المفتاحية: أخذ العينات التكيفية، تصميم البروتين

• تخلق النماذج التوليدية العميقة هياكل بروتينية جديدة ومتنوعة

  • زيمنج لين، توم سيركو، يان ليكون
  • الكلمات المفتاحية: التنوع، النموذج التوليدي، تصميم البروتين

• شحذ عميق للميزات الطوبولوجية لتصميم بروتين دي نوفو

  • زاندر هارتفيلد، جوشوا ساوثرن، مايكل ديفيرارد، أندرياس لوكاس، بيير فاندرجينست، مايكل برونشتاين، برونو كوريا
  • الكلمات المفتاحية: التشفير التلقائي المتغير، السمات الطوبولوجية، الحدة

• Fold2Seq: نموذج توليدي قائم على التضمين لتسلسل مشترك (1D) -Fold(3D) لتصميم البروتين

  • يو كاو، بايل داس، فيجيل تشينثاماركشان، بين يو تشين، إيجور ميلنيك، يانغ شين
  • الكلمات المفتاحية: النموذج التوليدي، تصميم البروتين

• النمذجة التوليدية لهياكل البروتين

  • نامراتا أناند، بوسو هوانغ
  • الكلمات المفتاحية: النموذج التوليدي، تصميم البروتين

• النماذج التوليدية لتصميم البروتين القائم على الرسم البياني

  • جون إنجراهام، فيكاس جارج، ريجينا بارزيلاي، تومي جاكولا
  • الكلمات المفتاحية: النموذج التوليدي، تصميم البروتين

• التعلم المعزز القائم على النموذج لتصميم التسلسل البيولوجي

  • إكس كريستوف أنجيرمولر، ديفيد دوهان، ديفيد بيلانجر، راميا ديشباندي، كيفن ميرفي، لوسي كولويل
  • الكلمات المفتاحية: التعلم المعزز، تصميم التسلسل

• توليد الجزيئات لربط البروتين المستهدف بالزخارف الهيكلية

  • زيكسي تشانغ، ياوسين مين، شوشين تشنغ، تشي ليو
  • الكلمات المفتاحية: البروتين المستهدف، العناصر الهيكلية، توليد جزء تلو الآخر

• تعلم تمثيل البروتين من خلال التدريب المسبق على البنية الهندسية

  • زوباي تشانغ، مينغاو شو، أريان جاماسب، فيجيل تشينثاماراكشان، أوريلي لوزانو، بايل داس، جيان تانغ
  • الكلمات المفتاحية: اكتشاف الأدوية، تصميم الأدوية، النماذج التوليدية للبنى الجزيئية الجديدة

أركسيف أو bioRxiv

• توليد البروتين مع الانتشار التطوري: التسلسل هو كل ما تحتاجه

  • سارة علمداري، نيتيا ثاكار، ريان فان دن بيرج، أليكس شيجي لو، نيكولو فوسي، آفا بارديس أميني، كيفن كيه يانغ
  • الكلمات المفتاحية: نموذج الانتشار، النموذج التوليدي العميق، توليد البروتين، الإطار، تصميم التسلسل

• لغة برمجة عالية المستوى لتصميم البروتين التوليدي

  • بريان هاي، سلفاتوري كانديدو، زيمنج لين، أوري كابيلي، روشان راو، نيكيتا سميتانين، توم سيركو، ألكسندر رايفز
  • الكلمات المفتاحية: ESMFold، النموذج اللغوي، المعتمد على الطاقة

• تصميم بروتين دقيق وقابل للتطبيق على نطاق واسع من خلال دمج شبكات التنبؤ بالبنية والنماذج التوليدية للانتشار

  • جوزيف ل. واتسون، ديفيد يورجنز، ناثانيال ر. بينيت، بريان إل. تريب، جايسون يم، هيلين إي. إيزيناتش، وودي أهيرن، أندرو جيه. بورست، روبرت جيه. راغوت، لوكاس إف ميلز، باسيلي آي إم ويكي، نيكيتا هانيكل ، صامويل جي بيلوك، أليكسيس كوربيه، ويليام شيفلر، جوي وانغ، بريثام فينكاتيش، إسحاق سابينغتون، سوزانا فازكيز توريس، آنا لاوكو، فالنتين دي بورتولي، إميل ماتيو، ريجينا بارزيلاي، تومي إس جاكولا، فرانك ديمايو، مينكيونج بايك، ديفيد بيكر
  • الكلمات المفتاحية: الانتشار، الإطار العام للتعلم العميق، تصميم الموثق الجديد

• تصميم البروتين الموجه وظيفيًا عن طريق أخذ عينات متعددة عميقة

  • فلاديمير جليجورييفيتش، دانييل بيرنبرج، ستيفن را، سيمون كيلو، كيونج هيون تشو
  • الكلمات المفتاحية: التشفير التلقائي للتسلسل، أخذ العينات المتشعبة العميقة

• النماذج اللغوية تتعدى البروتينات الطبيعية

  • روبرت فيركويل، أوري كابيلي، ييلون دو، باسيلي آي إم ويكي، لوكاس إف ميلز، جوستاس دوبراس، ديفيد بيكر، سيرجي أوفتشينيكوف، توم سيركو، ألكسندر رايفز
  • الكلمات المفتاحية: ESMFold، النموذج اللغوي، تصميم العمود الفقري الثابت

• تتيح النماذج اللغوية لتسلسلات البروتين على نطاق التطور التنبؤ الدقيق بالبنية

  • زيمينغ لين، خليل أكين، روشان راو، بريان هاي، تشونغكاي تشو، وينتينغ لو، آلان دوس سانتوس كوستا، مريم فاضل زاراندي، توم سيركو، سال كانديدو، ألكسندر رايفز
  • الكلمات المفتاحية: التنبؤ الهيكلي، النموذج اللغوي

• TERMinator: إطار عصبي لتصميم البروتين القائم على البنية باستخدام العناصر المتكررة الثلاثية

  • أليكس جي لي، فيكرام سوندار، جيفورج جريجوريان، إيمي إي كيتنج
  • الكلمات المفتاحية: تصميم البروتين، الزخارف الثلاثية

• النماذج اللغوية تتعدى البروتينات الطبيعية

  • روبرت فيركويل، أوري كابيلي، ييلون دو، باسيلي آي إم ويكي، لوكاس إف ميلز، جوستاس دوبراس، ديفيد بيكر، سيرجي أوفتشينيكوف، توم سيركو، ألكسندر رايفز
  • الكلمات المفتاحية: النموذج اللغوي، تصميم البروتين

آحرون

• تصميم بروتين سريع ومرن باستخدام الشبكات العصبية ذات الرسم البياني العميق

  • أليكسي ستروكاتش، ديفيد بيسيرا، كارليس كوربي فيرج، ألبرت بيريز ريبا، فيليب إم كيم
  • الكلمات المفتاحية: تصميم البروتين، الشبكة العصبية البيانية

• تصميم البروتين والتنبؤ المتغير باستخدام النماذج التوليدية الانحدار الذاتي

  • جونغ إيون شين، آدم جيه ريسلمان، آرون دبليو كولاش، كونور ماكماهون، إيلانا سيمون، كريس ساندر، آشيش مانجليك، أندرو سي كروس، ديبورا إس ماركس
  • الكلمات المفتاحية: التنبؤ المتغير، تصميم البروتين، النماذج التوليدية الانحدارية الذاتية

مرجع

[1] وانغ، جوي، وآخرون. "مواقع بروتين السقالات الوظيفية باستخدام التعلم العميق." العلوم 377.6604 (2022): 387-394.

[2] هوانغ، بن، وآخرون. "وظيفة الطاقة التي تركز على العمود الفقري للشبكات العصبية لتصميم البروتين." الطبيعة 602.7897 (2022): 523-528.

المساهمة

هدفنا هو جعل هذا الريبو أفضل. إذا كنت مهتمًا بالمساهمة، فيرجى الرجوع إلى هنا للحصول على تعليمات المساهمة.

رخصة

تم إصدار تصميم البروتين الرائع القائم على الذكاء الاصطناعي بموجب ترخيص Apache 2.0.