Synergistic integration of topology and machine learning for the predictions of protein-ligand binding affinities and mutation impacts
拓扑和机器学习的协同集成,用于预测蛋白质-配体结合亲和力和突变影响
基本信息
- 批准号:9756427
- 负责人:
- 金额:$ 31.93万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2018
- 资助国家:美国
- 起止时间:2018-08-01 至 2022-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:3-DimensionalAddressAffinityArchitectureBig DataBindingBinding ProteinsBioinformaticsBiologicalBiological SciencesBiophysicsCharacteristicsChemicalsClassificationComplexComputer softwareDNA SequenceDataData AnalysesData ScienceData SetDatabasesDevelopmentDiagnosisDimensionsDrug DesignElectrostaticsElementsFree EnergyFreedomFuture GenerationsGeometryHandwritingImage AnalysisInduced MutationIonsLearningLigand BindingLigandsLipidsMachine LearningMedicalMembraneMembrane ProteinsMetalsMethodologyMethodsMutationPhysicsPlant RootsProteinsPsychological TransferSiteSpeechSystemTechniquesThermodynamicsWorkalgebraic topologybasecofactordata warehousedeep learningdeep learning algorithmdirect applicationhigh dimensionalityimprovedinnovationlanguage processinglearning algorithmlearning strategymachine learning algorithmmetallicitymodels and simulationmulti-task learningmultitaskmutantneglectnext generationsearch enginetooltrenduser-friendly
项目摘要
Project Summary
Fundamental challenges that hinder the current understanding of biomolecular systems are their
tremendous complexity, high dimensionality and excessively large data sets associated with their
geometric modeling and simulations. These challenges call for innovative strategies for handling
massive biomolecular datasets. Topology, in contrast to geometry, provides a unique tool for
dimensionality reduction and data simplification. However, traditional topology typically incurs with
excessive reduction in geometric information. Persistent homology is a new branch of topology
that is able to bridge traditional topology and geometry, but suffers from neglecting biological
information. Built upon PI’s recent work in the topological data analysis of biomolecules, this
project will explore how to integrate topological data analysis and machine learning to significantly
improve the current state-of-the-art predictions of protein-ligand binding and mutation impact
established in the PI’s preliminary studies. These improvements will be achieved through
developing physics-embedded topological methodologies and advanced deep learning
architectures for tackling heterogeneous biomolecular data sets arising from a variety of physical
and biological considerations. Finally, the PI will establish robust databases and online servers
for the proposed predictions.
项目概要
阻碍当前对生物分子系统的理解的基本挑战是它们
与其相关的巨大复杂性、高维度和过大的数据集
这些挑战需要创新的处理策略。
与几何相比,大量生物分子数据集提供了一种独特的工具。
然而,传统拓扑通常会带来降维和数据简化。
几何信息的过度减少是拓扑学的一个新分支。
它能够连接传统的拓扑学和几何学,但却忽视了生物学
该信息基于 PI 最近在生物分子拓扑数据分析方面的工作。
项目将探索如何将拓扑数据分析和机器学习结合起来,以显着
改进当前对蛋白质配体结合和突变影响的最先进预测
这些改进将通过 PI 的初步研究来实现。
开发物理嵌入式拓扑方法和高级深度学习
用于解决由各种物理产生的异质生物分子数据集的体系结构
最后,PI 将建立强大的数据库和在线服务器。
对于所提出的预测。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
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