The identification of active binding drugs for target proteins (termed as drug-target interaction prediction) is the key challenge in virtual screening, which plays an essential role in drug discovery. Although recent deep learning-based approaches achieved better performance than molecular docking, existing models often neglect certain aspects of the intermolecular information, hindering the performance of prediction. We recognize this problem and propose a novel approach named Intermolecular Graph Transformer (IGT) that employs a dedicated attention mechanism to model intermolecular information with a three-way Transformer-based architecture. IGT outperforms state-of-the-art approaches by 9.1% and 20.5% over the second best for binding activity and binding pose prediction respectively, and shows superior generalization ability to unseen receptor proteins. Furthermore, IGT exhibits promising drug screening ability against SARS-CoV-2 by identifying 83.1% active drugs that have been validated by wet-lab experiments with near-native predicted binding poses.


翻译:为目标蛋白质确定活性约束性药物(称为药物目标互动预测)是虚拟筛选的关键挑战,在药物发现方面起着关键的作用。尽管最近的深层次学习方法比分子对接取得了较好的性能,但现有的模型往往忽视分子间信息的某些方面,妨碍了预测的性能。我们认识到这一问题,并提出了一个名为内分子图变异器(IGT)的新颖方法,它利用一种专用的注意机制,利用一种基于三向变异器结构的分子间信息模型。IGT在约束性活动和约束性预测方面比第二最佳方法高出9.1%和20.5%,并显示了对隐性受体蛋白的超常化能力。此外,IGT还展示了有希望的SAS-COV-2进行药物筛选的能力,确定了83.1%的活性药物,这些活性药物已经通过湿性实验室实验得到近Native预测的抗药的抗药的验证。

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