Protein multi‐level structure feature‐integrated deep learning method for mutational effect prediction

计算机科学 水准点(测量) 突变 蛋白质功能 上位性 人工智能 序列(生物学) 特征(语言学) 深度学习 蛋白质测序 机器学习 选择(遗传算法) 特征选择 计算生物学 生物 遗传学 基因 肽序列 哲学 地理 语言学 大地测量学
作者
Aiping Pang,Yongsheng Luo,Junping Zhou,Xue Cai,Lianggang Huang,Bo Zhang,Zhi‐Qiang Liu,Yu‐Guo Zheng
出处
期刊:Biotechnology Journal [Wiley]
卷期号:19 (8): e2400203-e2400203 被引量:2
标识
DOI:10.1002/biot.202400203
摘要

Through iterative rounds of mutation and selection, proteins can be engineered to enhance their desired biological functions. Nevertheless, identifying optimal mutation sites for directed evolution remains challenging due to the vastness of the protein sequence landscape and the epistatic mutational effects across residues. To address this challenge, we introduce MLSmut, a deep learning-based approach that leverages multi-level structural features of proteins. MLSmut extracts salient information from protein co-evolution, sequence semantics, and geometric features to predict the mutational effect. Extensive benchmark evaluations on 10 single-site and two multi-site deep mutation scanning datasets demonstrate that MLSmut surpasses existing methods in predicting mutational outcomes. To overcome the limited training data availability, we employ a two-stage training strategy: initial coarse-tuning on a large corpus of unlabeled protein data followed by fine-tuning on a curated dataset of 40-100 experimental measurements. This approach enables our model to achieve satisfactory performance on downstream protein prediction tasks. Importantly, our model holds the potential to predict the mutational effects of any protein sequence. Collectively, these findings suggest that our approach can substantially reduce the reliance on laborious wet lab experiments and deepen our understanding of the intricate relationships between mutations and protein function.
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
bkagyin的应助被科研通管家采纳,获得10
刚刚
爆米花的应助被科研通管家采纳,获得10
刚刚
渡人舟的应助被Me采纳,获得10
刚刚
Orange的应助被科研通管家采纳,获得10
刚刚
爆米花的应助被星星采纳,获得10
刚刚
无极微光的应助被科研通管家采纳,获得20
1秒前
852的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
Hello的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
无极微光的应助被科研通管家采纳,获得20
1秒前
等等我学一会完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
CipherSage的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
与闲发布了新的文献求助10
1秒前
丘比特的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
NexusExplorer的应助被科研通管家采纳,获得10
1秒前
慕青的应助被科研通管家采纳,获得10
2秒前
FashionBoy的应助被Yael采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
4秒前
英俊的铭的应助被water1201采纳,获得10
4秒前
cx完成签到,获得积分10
4秒前
大脸猫爱吃肉肉罐头完成签到,获得积分10
5秒前
qianyu完成签到,获得积分20
5秒前
maizi完成签到 ,获得积分10
5秒前
白玉京发布了新的文献求助10
5秒前
wzx发布了新的文献求助10
6秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
chiweiyoung发布了新的文献求助10
7秒前
123发布了新的文献求助10
7秒前
SciGPT的应助被Fancy采纳,获得10
7秒前
8秒前
qianyu发布了新的文献求助10
8秒前
樊哈哈发布了新的文献求助10
8秒前
Wu发布了新的文献求助10
8秒前
Zircon发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
Yael完成签到,获得积分10
10秒前
10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
Energie-Contracting 1500
Mathematical models in hydrology 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Butadiene hydroxytelechelic oligomers PBHT 500
Ecotourism 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8081349
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9497248
关于积分的说明 21400300
捐赠科研通 7649589
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3401603
关于科研通互助平台的介绍 2530669
邀请新用户注册赠送积分活动 2440278