用 ESM 嵌入找相似位点造标签,数据增强提升蛋白质 pKa 预测

bravo_abad · x · 2026-10-27

氨基酸所带电荷取决于其在蛋白质内部的环境,预测其质子化状态(pKa)对理解酶活性很重要,但实验测得的 pKa 数据稀缺。Shen 等人训练了一个小型神经网络,基于 ESM 蛋白质语言模型的嵌入直接从序列预测 pKa。

其数据增强策略值得借鉴:以某个已有实测 pKa 的氨基酸为起点,在蛋白质数据库中搜索嵌入高度相似的其他氨基酸,并将实测值作为合成训练标签赋给它们——假设学习到的表示相似即代表生化环境相近。作者还直接验证了这一假设,图中 RMSE 对比显示,采用高相似度阈值(0.8–1.0)的 GAINES 增强显著降低误差,优于不增强和简单复制。

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