2020年杨建益课题组与David Baker课题组合作开发的trRosetta属于残基间距离和取向(orientation)辅助建模的开创性方法。trRosetta首先通过残差网络(ResNet)预测了高精度的残基间距离和取向信息,然后利用这些信息作为约束来指导能量最小化过程,从而得到高精度的蛋白质结构模型。在trRosetta的开发过程中,杨建益课题组发现蛋白质二维图谱(即残基间距离和取向)的准确预测是三维结构重构的基础。
在trRosetta之后,杨建益课题组进一步致力于改进蛋白质二维图谱的准确预测,并于2021年开发了trRosetta的改进版本trRosettaX。 一方面,trRosettaX通过引入一个新的多尺度卷积神经网络Res2Net来提高残基间二维图谱的预测精度;另一方面,结合注意力机制,引入同源模板提升了二维图谱的预测准确率。在CASP13,CASP14和CAMEO的测试中,trRosettaX预测精度优于或相当其它的TOP服务器预测方法。表明上述两种策略能够有效地提高蛋白质结构预测的精度。
trRosettaX于 2021年10月31日在线发表于《Advanced Science》,题为《Improved Protein StructurePrediction Using a New Multi-Scale Network and Homologous Templates》(图1)。另外,为了方便研究人员使用trRosetta,杨建益课题组也在Nature子刊《Nature Protocols》上发表了名为《The trRosetta server for fast and accurate protein structureprediction》的文章(图2),详细介绍了trRosetta服务器以及本地运行包的使用方法。该论文入选期刊的featured protocol。
图1. Advanced Science论文
论文链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202102592
图2.NatureProtocols论文
论文链接:
https://www.nature.com/articles/s41596-021-00628-9
图3.trRosettaX原理。
a) trRosettaX预测流程图.b) 用于预测残基间几何信息的深度神经网络结构。
服务器网址:
https://yanglab.nankai.edu.cn/trRosetta/
软件包下载地址:
http://yanglab.nankai.edu.cn/trRosetta/download/
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