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药物-靶点相互作用预测的计算方法综述
被引量：
8
1
作者
张然
王学志
+1 位作者
汪嘉葭
孟珍
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2023年第12期1-13,共13页
药物-靶点相互作用预测旨在发现可作用于特定蛋白质的潜在药物,在药物重定位、药物副作用预测、多重药理学和耐药性的研究中都发挥着重要作用。随着计算机处理能力的进步和计算算法的不断更新,药物-靶点相互作用预测的计算方法展现出时...
药物-靶点相互作用预测旨在发现可作用于特定蛋白质的潜在药物,在药物重定位、药物副作用预测、多重药理学和耐药性的研究中都发挥着重要作用。随着计算机处理能力的进步和计算算法的不断更新,药物-靶点相互作用预测的计算方法展现出时间短、成本低、精度高、范围广的优势,受到了广泛的关注,并取得了显著的进展。为了梳理其研究发展历程,探讨未来的研究方向,就药物-靶点相互作用预测的背景和意义进行简要概述;将方法分为基于分子对接、基于药物结构、基于文本挖掘和基于化学基因组四类进行综述,并对每类方法进行对比分析,详细阐述每类方法的数据需求及应用场景;对现有研究存在的局限性和面临的挑战进行讨论,展望未来的研究方向,为后续研究提供参考和借鉴。
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关键词
药物-靶点相互作用
预测
药物
发现
数据挖掘
生物信息
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职称材料
一种面向药物-靶点相互作用预测的不平衡数据处理方法
被引量：
2
2
作者
叶志威
张晓龙
林晓丽
《武汉科技大学学报》
CAS
北大核心
2022年第1期68-74,共7页
为了解决药物-靶点相互作用(DTI)预测中数据集样本分布不平衡的问题,提出了一种新的数据处理方法。通过词向量特征提取,将原始蛋白质序列信息和药物化学结构信息转换为低维向量特征,组合药物特征和靶点特征来表征药物-靶点相互作用;采用...
为了解决药物-靶点相互作用(DTI)预测中数据集样本分布不平衡的问题,提出了一种新的数据处理方法。通过词向量特征提取,将原始蛋白质序列信息和药物化学结构信息转换为低维向量特征,组合药物特征和靶点特征来表征药物-靶点相互作用;采用Borderline-SMOTE技术合成少数类样本,以改善数据集的样本分布;最后将处理好的数据输入到梯度提升决策树(GBDT)分类器中进行分类预测。实验结果表明,本文方法不仅能有效提取药物-靶点相互作用的特征,加快特征提取和特征选择的过程,还能缓解数据集的不平衡性对预测结果的不利影响,提高了预测模型的性能。
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关键词
不平衡数据处理
药物-靶点相互作用
词向量
特征提取
Borderline
-
SMOTE
梯度提升决策树
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职称材料
基于人工智能SGRN-Trans框架预测温胆汤中成分-靶点相互作用的研究
3
作者
王艳菁
李治琦
+2 位作者
魏冬青
徐威
谭红胜
《重庆医科大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期1002-1011,共10页
目的:以温胆汤为例,构建基于知识图谱和注意力机制的深度学习模型(SGRN-Trans)预测中医经典名方中药效成分与靶点的相互作用,评价其预测效果。方法:首次提出SGRN-Trans(Self-weighted Graph Relational Network-Transformer)预测模型,...
目的:以温胆汤为例,构建基于知识图谱和注意力机制的深度学习模型(SGRN-Trans)预测中医经典名方中药效成分与靶点的相互作用,评价其预测效果。方法:首次提出SGRN-Trans(Self-weighted Graph Relational Network-Transformer)预测模型,结合多生物数据源构建中医经典名方温胆汤知识图谱(Wendan Decoction Knowledge Graph,WDKG),利用图神经网络学习知识图谱中每个实体的低维嵌入表示,引入中药成分和靶点各自的结构特征,搭载基于注意力机制的Transformer模型进行药效成分-靶点相互作用的预测,结合分子对接及文献调研进行验证。结果:WDKG包含10个类型共14292个实体,可用于深度学习模型的研究。SGRN-Trans预测模型与TransE、TransR、ComplEx、DistMult、ConvKB等其他知识图谱嵌入模型的性能相比,效果最优。将预测排序前20组的药效成分与靶点分别进行分子对接和可视化呈现,其中8组的结合能提示其药效成分与靶点有潜在的相互作用。以温胆汤中半夏的有效成分soya-cerebroside(大豆脑苷脂)与低密度脂蛋白受体(low density lipoprotein receptor,LDLR)相互作用为例,结合研究文献进行讨论,可能是温胆汤治疗动脉粥样硬化的机制之一。结论:本研究提出基于知识图谱和注意力机制的模型SGRN-Trans,可推广用于预测中医药经典名方复杂网络体系中成分与靶点的相互作用,为阐明经典名方的药效物质基础和作用机制提供新的工具。
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关键词
温胆汤
药物-靶点相互作用
知识图谱
图神经网络
注意力机制
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职称材料
题名
药物-靶点相互作用预测的计算方法综述
被引量：
8
1
作者
张然
王学志
汪嘉葭
孟珍
机构
中国科学院计算机网络信息中心大数据技术与应用发展部
中国科学院大学计算机科学与技术学院
出处
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2023年第12期1-13,共13页
基金
中国科学院战略性先导科技专项(XDA16021400,XDB31000000,XDB38030300)。
文摘
药物-靶点相互作用预测旨在发现可作用于特定蛋白质的潜在药物,在药物重定位、药物副作用预测、多重药理学和耐药性的研究中都发挥着重要作用。随着计算机处理能力的进步和计算算法的不断更新,药物-靶点相互作用预测的计算方法展现出时间短、成本低、精度高、范围广的优势,受到了广泛的关注,并取得了显著的进展。为了梳理其研究发展历程,探讨未来的研究方向,就药物-靶点相互作用预测的背景和意义进行简要概述;将方法分为基于分子对接、基于药物结构、基于文本挖掘和基于化学基因组四类进行综述,并对每类方法进行对比分析,详细阐述每类方法的数据需求及应用场景;对现有研究存在的局限性和面临的挑战进行讨论,展望未来的研究方向,为后续研究提供参考和借鉴。
关键词
药物-靶点相互作用
预测
药物
发现
数据挖掘
生物信息
Keywords
drug
-
target interaction prediction
drug discovery
data mining
bioinformatics
分类号
TP391.72 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
一种面向药物-靶点相互作用预测的不平衡数据处理方法
被引量：
2
2
作者
叶志威
张晓龙
林晓丽
机构
武汉科技大学计算机科学与技术学院
武汉科技大学大数据科学与工程研究院
武汉科技大学智能信息处理与实时工业系统湖北省重点实验室
出处
《武汉科技大学学报》
CAS
北大核心
2022年第1期68-74,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(61972299,U1803262,61702381).
文摘
为了解决药物-靶点相互作用(DTI)预测中数据集样本分布不平衡的问题,提出了一种新的数据处理方法。通过词向量特征提取,将原始蛋白质序列信息和药物化学结构信息转换为低维向量特征,组合药物特征和靶点特征来表征药物-靶点相互作用;采用Borderline-SMOTE技术合成少数类样本,以改善数据集的样本分布;最后将处理好的数据输入到梯度提升决策树(GBDT)分类器中进行分类预测。实验结果表明,本文方法不仅能有效提取药物-靶点相互作用的特征,加快特征提取和特征选择的过程,还能缓解数据集的不平衡性对预测结果的不利影响,提高了预测模型的性能。
关键词
不平衡数据处理
药物-靶点相互作用
词向量
特征提取
Borderline
-
SMOTE
梯度提升决策树
Keywords
imbalanced data processing
DTI
word vector
feature extraction
Borderline
-
SMOTE
GBDT
分类号
R969 [医药卫生—药理学]
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职称材料
题名
基于人工智能SGRN-Trans框架预测温胆汤中成分-靶点相互作用的研究
3
作者
王艳菁
李治琦
魏冬青
徐威
谭红胜
机构
上海交通大学生命科学技术学院
上海交通大学医学院
出处
《重庆医科大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期1002-1011,共10页
基金
中央高校基本科研业务费专项资金资助-上海交通大学医工交叉研究基金重点项目(编号:YG2021ZD02)
上海交通大学“交大之星(STAR)”资助项目(编号:20230101)。
文摘
目的:以温胆汤为例,构建基于知识图谱和注意力机制的深度学习模型(SGRN-Trans)预测中医经典名方中药效成分与靶点的相互作用,评价其预测效果。方法:首次提出SGRN-Trans(Self-weighted Graph Relational Network-Transformer)预测模型,结合多生物数据源构建中医经典名方温胆汤知识图谱(Wendan Decoction Knowledge Graph,WDKG),利用图神经网络学习知识图谱中每个实体的低维嵌入表示,引入中药成分和靶点各自的结构特征,搭载基于注意力机制的Transformer模型进行药效成分-靶点相互作用的预测,结合分子对接及文献调研进行验证。结果:WDKG包含10个类型共14292个实体,可用于深度学习模型的研究。SGRN-Trans预测模型与TransE、TransR、ComplEx、DistMult、ConvKB等其他知识图谱嵌入模型的性能相比,效果最优。将预测排序前20组的药效成分与靶点分别进行分子对接和可视化呈现,其中8组的结合能提示其药效成分与靶点有潜在的相互作用。以温胆汤中半夏的有效成分soya-cerebroside(大豆脑苷脂)与低密度脂蛋白受体(low density lipoprotein receptor,LDLR)相互作用为例,结合研究文献进行讨论,可能是温胆汤治疗动脉粥样硬化的机制之一。结论:本研究提出基于知识图谱和注意力机制的模型SGRN-Trans,可推广用于预测中医药经典名方复杂网络体系中成分与靶点的相互作用,为阐明经典名方的药效物质基础和作用机制提供新的工具。
关键词
温胆汤
药物-靶点相互作用
知识图谱
图神经网络
注意力机制
Keywords
Wendan Decoction
drug
-
target interaction
knowledge graph
graph neural network
attention mechanism
分类号
R221.2 [医药卫生—中医基础理论]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
药物-靶点相互作用预测的计算方法综述
张然
王学志
汪嘉葭
孟珍
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2023
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
一种面向药物-靶点相互作用预测的不平衡数据处理方法
叶志威
张晓龙
林晓丽
《武汉科技大学学报》
CAS
北大核心
2022
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于人工智能SGRN-Trans框架预测温胆汤中成分-靶点相互作用的研究
王艳菁
李治琦
魏冬青
徐威
谭红胜
《重庆医科大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
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