Accurate protein function prediction via graph attention networks with predicted structure information

计算机科学 蛋白质功能预测 信息结构 注意力网络 图形 蛋白质结构预测 人工智能 功能(生物学) 网络结构 蛋白质功能 蛋白质结构 机器学习 理论计算机科学 生物 化学 进化生物学 基因 生物化学 哲学 语言学
作者
Ben Lai,Jinbo Xu
出处
期刊:Briefings in Bioinformatics [Oxford University Press]
卷期号:23 (1) 被引量:72
标识
DOI:10.1093/bib/bbab502
摘要

Abstract Experimental protein function annotation does not scale with the fast-growing sequence databases. Only a tiny fraction (<0.1%) of protein sequences has experimentally determined functional annotations. Computational methods may predict protein function very quickly, but their accuracy is not very satisfactory. Based upon recent breakthroughs in protein structure prediction and protein language models, we develop GAT-GO, a graph attention network (GAT) method that may substantially improve protein function prediction by leveraging predicted structure information and protein sequence embedding. Our experimental results show that GAT-GO greatly outperforms the latest sequence- and structure-based deep learning methods. On the PDB-mmseqs testset where the train and test proteins share <15% sequence identity, our GAT-GO yields Fmax (maximum F-score) 0.508, 0.416, 0.501, and area under the precision-recall curve (AUPRC) 0.427, 0.253, 0.411 for the MFO, BPO, CCO ontology domains, respectively, much better than the homology-based method BLAST (Fmax 0.117, 0.121, 0.207 and AUPRC 0.120, 0.120, 0.163) that does not use any structure information. On the PDB-cdhit testset where the training and test proteins are more similar, although using predicted structure information, our GAT-GO obtains Fmax 0.637, 0.501, 0.542 for the MFO, BPO, CCO ontology domains, respectively, and AUPRC 0.662, 0.384, 0.481, significantly exceeding the just-published method DeepFRI that uses experimental structures, which has Fmax 0.542, 0.425, 0.424 and AUPRC only 0.313, 0.159, 0.193.
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
qwe完成签到,获得积分10
7秒前
汤沧海完成签到,获得积分10
14秒前
康康完成签到 ,获得积分10
15秒前
huaxuexyz关注了科研通微信公众号
16秒前
优雅的迎彤完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
ww完成签到 ,获得积分10
18秒前
小事完成签到 ,获得积分10
22秒前
ommphey完成签到 ,获得积分10
28秒前
晨曦完成签到 ,获得积分10
31秒前
momo完成签到,获得积分10
33秒前
RuoxuanWang完成签到 ,获得积分10
33秒前
WuFen完成签到 ,获得积分10
36秒前
wxxz完成签到,获得积分10
36秒前
缓慢的豌豆完成签到 ,获得积分10
36秒前
余味应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
昏睡的蟠桃应助科研通管家采纳,获得200
38秒前
余味应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
Skywalk满天星完成签到,获得积分10
38秒前
余味应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
yuanletong完成签到 ,获得积分10
39秒前
蓝豆子完成签到 ,获得积分10
41秒前
NexusExplorer应助huaxuexyz采纳,获得10
42秒前
白子双完成签到,获得积分10
46秒前
伯爵完成签到 ,获得积分10
47秒前
Stanley发布了新的文献求助10
50秒前
hjygzv完成签到,获得积分10
52秒前
xin_you完成签到,获得积分10
54秒前
标致幻然完成签到 ,获得积分10
57秒前
丫丫完成签到 ,获得积分10
58秒前
俞孤风完成签到,获得积分10
59秒前
激昂的语琴完成签到,获得积分10
1分钟前
自信不愁完成签到,获得积分20
1分钟前
月亮完成签到 ,获得积分10
1分钟前
KAI完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Murphy~完成签到,获得积分10
1分钟前
怡然白竹完成签到 ,获得积分10
1分钟前
楚狂接舆完成签到,获得积分10
1分钟前
朔月完成签到,获得积分10
1分钟前
luluyang完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Encyclopedia of Mathematical Physics 2nd edition 888
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 400
Optical and electric properties of monocrystalline synthetic diamond irradiated by neutrons 320
共融服務學習指南 300
Essentials of Pharmacoeconomics: Health Economics and Outcomes Research 3rd Edition. by Karen Rascati 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3804266
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3349064
关于积分的说明 10341339
捐赠科研通 3065204
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1682984
邀请新用户注册赠送积分活动 808571
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 764600