基于 Transformer 的强化学习的分子全新设计

Oct, 2023

基于 Transformer 的强化学习的分子全新设计

Molecular De Novo Design through Transformer-based Reinforcement Learning

Tao Feng, Pengcheng Xu, Tianfan Fu, Siddhartha Laghuvarapu, Jimeng Sun

TL;DR我们介绍了一种用于分子全新设计的 Transformer 基准生成模型的微调方法，利用 Transformer 相比循环神经网络 (RNNs) 的优越序列学习能力，我们的模型可以有效地生成具有期望属性的分子结构。与传统的基于 RNN 的模型相比，我们提出的方法在生成被预测为对多种生物目标活性化合物方面表现出优秀性能，捕捉分子结构序列中的长期依赖关系。通过生成查询结构的类似物和产生具有特定属性的化合物等多项任务的验证，我们的方法在性能上优于基准的基于 RNN 的方法。我们的方法可用于脱轴融合 (scaffold hopping)，从单个分子开始的库扩展，以及生成对生物目标具有高预测活性的化合物。

Abstract

In this work, we introduce a method to fine-tune a Transformer-based generative model for molecular de novo design. Leveraging the superior sequence learning capacity of Transformers over Recurrent Neural Networks (RNNs), our model can generate molecular structures with desired propert

transformer-based generative model molecular de novo design sequence learning capacity compounds with desired properties long-term dependencies

发现论文，激发创造

深度强化学习的分子全新设计

本文介绍了一种基于序列的生成模型来设计分子的方法，通过增强情节似然性可以学习生成具有某些指定的理想特性的结构。将模型应用于生成类似物质结构，生成与药物 Celecoxib 类似的分子以及具有活性的化合物。最后，将模型调整为生成预测对多巴胺受体 2 具有活性的化合物，得到了 95% 以上的预测为活性的结构，其中包括实验证实的活性化合物。

Apr, 2017

深度强化学习用于 De-Novo 药物设计

该论文提出了一种新的计算策略，名为 ReLeaSE（增强学习结构进化），通过深度学习和强化学习的方法，利用生成模型和预测模型生成具有预设属性的新型化合物库，此方法可用于生成具有单一或多个属性的有针对性的化合物库。

Nov, 2017

联合变压器的全新药物设计

通过使用共享权重的联合生成模型，该研究提出了一种联合 Transformer，通过训练模型生成具有突破性目标性能的新分子，从而在新分子预测和生成上取得了优于现有方法的表现。

Oct, 2023

MolecularRNN：生成具有优化性质的逼真分子图

设计新分子用于解决现代药物发现和研发中的核心问题，MolecularRNN 是一种图形循环生成模型，通过对大量分子进行似然训练，生成出多样化的现实分子图。使用增强学习策略梯度算法，提供评估感兴趣属性奖励的评论家，证明与现有的方法相比，在疏水性、药物，熔点等属性上表现得更好。

May, 2019

利用循环神经网络生成药物发现的专注分子库

本文研究了基于计算机算法的 de novo 药物设计，利用循环神经网络训练生成分子结构，生成分子的性质与原用来训练模型分子的性质很相似。同时，提出使用小型分子集与模型来微调生成分子的活性，可以生成大量的新分子用在药物研发中。

Jan, 2017

深度学习在分子设计中的应用 - 现状综述

文献的主要内容是深度生成建模技术被应用于分子生成和优化，包括使用递归神经网络、自动编码器、生成对抗网络和强化学习等四种技术，并探讨了这些技术的数学基础和优缺点，内容涉及到分子表示和设计中的多个方面。

Mar, 2019

应用生成预训练自回归转换器图神经网络分析和发现新型蛋白质

利用基于语言模型的灵活深度学习策略，基于一个完全基于提示的模型，将 transformer 和图卷积架构集成到因果多头图机制中，实现一个生成预训练模型，用于预测蛋白质的二级结构内容、蛋白质可溶性和蛋白质测序等任务，并可用于设计具有这些特性的蛋白质，这个模型展现了多任务和协同作用的应用价值。

May, 2023

通过强化学习进行基于蛋白质靶点特异性支架抑制剂的设计

本文提出了一种新颖的框架，名为 3D-MolGNN$_{RL}$，结合了强化学习和基于 3D 骨架的深层生成模型，在优化多个特征的同时，通过并行图神经网络模型自动构建具有特定蛋白质活性的靶向分子，以使药物研发中的分子设计更快更高效。

May, 2022

利用强化学习和变形金刚搜索高价值分子

通过对不同的文本语法设计和训练算法选择进行广泛的实验，我们提出了一种新的基于强化学习的分子设计算法（ChemRLformer），并通过对 25 个分子设计任务的深入分析，包括计算复杂的蛋白质对接模拟，发现了这个问题领域的独特见解，并展示了 ChemRLformer 在文本分子设计中所取得的最新成果，同时还揭示了哪些设计选择对于文本分子设计实际上有帮助。

Oct, 2023

基於深度生成模型的條件分子設計

本文提出了一种半监督变分自编码器模型，能够同时进行属性预测和分子生成，从而高效生成具有所需属性的新分子。我们从估计好的生成分布中进行采样以生成新的分子，并在药物样分子上证明了该模型的有效性、改进了属性预测的性能，并高效生成满足各种目标条件的新型分子。

Apr, 2018