已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Expanding functional protein sequence spaces using generative adversarial networks

对抗制 计算生物学 生成语法 人工智能 生物 序列(生物学) 业务 计算机科学 遗传学
作者
Donatas Repecka,Vykintas Jauniškis,Laurynas Karpus,Elzbieta Rembeza,Irmantas Rokaitis,Jan Zrimec,Simona Povilonienė,Audrius Laurynėnas,Sandra Viknander,Wissam Abuajwa,Otto Savolainen,Rolandas Meškys,Martin K. M. Engqvist,Aleksej Zelezniak
出处
期刊:Nature Machine Intelligence [Nature Portfolio]
卷期号:3 (4): 324-333 被引量:360
标识
DOI:10.1038/s42256-021-00310-5
摘要

De novo protein design for catalysis of any desired chemical reaction is a long-standing goal in protein engineering because of the broad spectrum of technological, scientific and medical applications. However, mapping protein sequence to protein function is currently neither computationally nor experimentally tangible. Here, we develop ProteinGAN, a self-attention-based variant of the generative adversarial network that is able to ‘learn’ natural protein sequence diversity and enables the generation of functional protein sequences. ProteinGAN learns the evolutionary relationships of protein sequences directly from the complex multidimensional amino-acid sequence space and creates new, highly diverse sequence variants with natural-like physical properties. Using malate dehydrogenase (MDH) as a template enzyme, we show that 24% (13 out of 55 tested) of the ProteinGAN-generated and experimentally tested sequences are soluble and display MDH catalytic activity in the tested conditions in vitro, including a highly mutated variant of 106 amino-acid substitutions. ProteinGAN therefore demonstrates the potential of artificial intelligence to rapidly generate highly diverse functional proteins within the allowed biological constraints of the sequence space. A protein’s three-dimensional structure and properties are defined by its amino-acid sequence, but mapping protein sequence to protein function is a computationally highly intensive task. A new generative adversarial network approach learns from natural protein sequences and generates new, diverse protein sequence variations, which are experimentally tested.
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
1秒前
烟雨梦兮完成签到,获得积分10
2秒前
coco发布了新的文献求助10
2秒前
伍六柒发布了新的文献求助10
3秒前
kkkkk发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
失眠的以蓝完成签到,获得积分20
6秒前
甜菜发布了新的文献求助10
7秒前
细心邪欢发布了新的文献求助50
9秒前
9秒前
黄道婆发布了新的文献求助10
9秒前
ccc完成签到,获得积分10
10秒前
AU魏完成签到 ,获得积分10
11秒前
YYY完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
14秒前
16秒前
初景发布了新的文献求助10
16秒前
可爱的函函应助lll采纳,获得10
16秒前
17秒前
17秒前
SilkageU发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
18秒前
19秒前
巴旦木发布了新的文献求助10
21秒前
大意的涛发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
每天都不想读文献完成签到 ,获得积分10
23秒前
小小眼发布了新的文献求助10
23秒前
天天快乐应助凤凰山采纳,获得10
24秒前
歇儿哒哒发布了新的文献求助10
24秒前
无想发布了新的文献求助10
25秒前
葉芊羽发布了新的文献求助10
25秒前
程淑弟发布了新的文献求助10
25秒前
caijiaqi完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
26秒前
27秒前
白菜炖大鹅完成签到,获得积分10
28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
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 600
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6418167
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8237602
关于积分的说明 17500152
捐赠科研通 5470919
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2890363
邀请新用户注册赠送积分活动 1867211
关于科研通互助平台的介绍 1704258