NVIDIA-BioNeMo/Proteina-Complexa

해결하는 문제

Proteina-Complexa는 원자 수준의 단백질 결합체 설계 문제를 해결합니다. 기존에 별개로 다뤄졌던 조건부 생성 모델링과 시퀀스 최적화(환각)를 하나의 프레임워크로 통합하여, 다른 단백질이나 소분자 리간드와 같은 특정 타겟에 결합하는 새로운 단백질을 설계합니다.

작동 방식

이 시스템은 프레임워크 기반의 흐름 매칭 생성 모델을 사용하여, 후보 구조의 골격 기하학, 측쇄 구조, 시퀀스를 동시에 모델링합니다. 'Teddymer'라는 대규모 합성 데이터셋(결합체-타겟 쌍)에서 사전 훈련되었으며, 고품질의 실험적 멀티머를 통해 추가로 정교화되었습니다. 추론 시에는 보상 모델(AlphaFold2, RoseTTAFold3, 다양한 힘장 등)을 사용한 테스트 시점 최적화(test-time optimization)를 통해 생성된 결합체를 개선합니다.

대상 사용자

이 도구는 치료적 또는 산업적 응용을 위한 고친화성 결합체를 설계해야 하는 계산 생물학자, 약물 발견 연구자, 단백질 엔지니어를 위한 것입니다.

주요 특징

• 통합 프레임워크: 생성 사전 지식과 탐색 기반 최적화를 결합하여, 이전의 환각 및 생성 방법보다 우수한 성능을 제공합니다.
• 다양한 설계 지원: 단백질-단백질 결합체 설계, 단백질-리간드 결합체 설계, 모티프 스캐폴딩(AME)을 지원합니다.
• 통합 파이프라인: ProteinMPNN 등으로 내장된 시퀀스 설계 및 AlphaFold2, ESMFold, RoseTTAFold3를 통한 구조 예측 검증을 포함합니다.
• 실험적 검증: 설계된 구조는 실험실에서 검증되어 실제 결합 활성을 입증되었습니다.