拓扑指纹揭示蛋白质-配体结合机制

蛋白质-配体结合是一个基本的生物学过程，对许多其他生物学过程至关重要，如信号转导、代谢途径、酶构建、细胞分泌、基因表达等。准确预测蛋白质-配体结合亲和力对于理性药物设计和理解蛋白质-配体结合及其诱导的功能至关重要。现有的结合亲和力预测方法充斥着几何细节且涉及过高的维度，这削弱了它们对海量结合数据的预测能力。拓扑学提供了极度的抽象，从而过度减少了几何信息。持久同调将几何信息嵌入拓扑不变量中，弥合了复杂几何与抽象拓扑之间的鸿沟。然而，它过度简化了生物学信息。本工作引入了元素特异性持久同调（ESPH），以在拓扑简化过程中保留关键的生物学信息。ESPH 与机器学习的结合催生了揭示蛋白质-配体结合机制和预测结合亲和力的最有效且最强大的工具之一。