Learning Joint 2-D and 3-D Graph Diffusion Models for Complete Molecule Generation

反向 生成模型 图形 算法 标量(数学) 计算机科学 生成语法 人工智能 数学 理论计算机科学 几何学
作者
Han Huang,Leilei Sun,Bowen Du,Weifeng Lyu
出处
期刊:IEEE transactions on neural networks and learning systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:35 (9): 11857-11871 被引量:14
标识
DOI:10.1109/tnnls.2024.3416328
摘要

Designing new molecules is essential for drug discovery and material science. Recently, deep generative models that aim to model molecule distribution have made promising progress in narrowing down the chemical research space and generating high-fidelity molecules. However, current generative models only focus on modeling 2-D bonding graphs or 3-D geometries, which are two complementary descriptors for molecules. The lack of ability to jointly model them limits the improvement of generation quality and further downstream applications. In this article, we propose a joint 2-D and 3-D graph diffusion model (JODO) that generates geometric graphs representing complete molecules with atom types, formal charges, bond information, and 3-D coordinates. To capture the correlation between 2-D molecular graphs and 3-D geometries in the diffusion process, we develop a diffusion graph transformer (DGT) to parameterize the data prediction model that recovers the original data from noisy data. The DGT uses a relational attention mechanism that enhances the interaction between node and edge representations. This mechanism operates concurrently with the propagation and update of scalar attributes and geometric vectors. Our model can also be extended for inverse molecular design targeting single or multiple quantum properties. In our comprehensive evaluation pipeline for unconditional joint generation, the experimental results show that JODO remarkably outperforms the baselines on the QM9 and GEOM-Drugs datasets. Furthermore, our model excels in few-step fast sampling, as well as in inverse molecule design and molecular graph generation. Our code is provided in https://github.com/GRAPH-0/JODO.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
清欢昌丽完成签到,获得积分20
刚刚
刚刚
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
核桃发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
科研通AI6应助玛卡巴卡采纳,获得10
5秒前
熊大发布了新的文献求助10
6秒前
求助人员发布了新的文献求助10
6秒前
Lai123发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
轻松的梦竹完成签到 ,获得积分10
9秒前
SciGPT应助qin采纳,获得10
10秒前
老实秋寒应助青桔柠檬采纳,获得10
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
Criminology34应助清欢昌丽采纳,获得10
11秒前
11秒前
12秒前
冷傲书萱应助元谷雪采纳,获得10
12秒前
科研通AI6.1应助xmyang采纳,获得10
13秒前
云彧关注了科研通微信公众号
14秒前
小米发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
柠檬发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
玛卡巴卡完成签到,获得积分10
15秒前
完美世界应助GU古采纳,获得30
16秒前
Thomass发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
marcg4发布了新的文献求助10
16秒前
SHD发布了新的文献求助10
17秒前
19秒前
郝大大鸡排完成签到,获得积分20
20秒前
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
Cummings Otolaryngology Head and Neck Surgery 8th Edition 800
Real World Research, 5th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5761101
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5527734
关于积分的说明 15398943
捐赠科研通 4897671
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2634354
邀请新用户注册赠送积分活动 1582460
关于科研通互助平台的介绍 1537768