定量生物学 > 定量方法
[提交于 2025年9月29日
(v1)
,最后修订 2025年10月21日 (此版本, v2)]
标题: LAMP-PRo:使用蛋白质语言模型进行DNA和RNA结合蛋白多标签预测的标签感知注意力
标题: LAMP-PRo: Label-aware Attention for Multi-label Prediction of DNA- and RNA-binding Proteins using Protein Language Models
摘要: 识别DNA结合蛋白(DBPs)和RNA结合蛋白(RBPs)对于理解细胞功能、分子相互作用以及调控功能至关重要。由于它们的高度相似性,现有的大多数方法在区分DBPs和RBPs时面临挑战,导致高交叉预测误差。此外,识别同时结合DNA和RNA的蛋白质(DRBPs)也是一个相当具有挑战性的任务。在这方面,我们提出了一种新的框架,即LAMP-PRo,该框架基于预训练的蛋白质语言模型(PLM)、注意力机制和多标签学习来缓解这些问题。首先,使用预训练的PLM如ESM-2对蛋白质序列进行嵌入,随后使用卷积神经网络(CNN)。接着,应用多头自注意力机制来获取上下文信息,而标签感知注意力用于通过以针对每个标签(DBP、RBP和非NABP)的方式关注序列来计算类别特定的表示,在多标签设置中。我们还引入了一种新颖的跨标签注意力机制,以显式捕捉DNA结合蛋白和RNA结合蛋白之间的依赖关系,从而更准确地预测DRBP。最后,使用一个线性层和一个sigmoid函数进行最终预测。进行了大量实验,将LAMP-PRo与现有方法进行比较,其中所提出的模型表现出一致的优异性能。此外,我们还提供了可视化结果,以展示模型的可解释性,突出显示序列中哪些部分对于预测标签最为相关。原始数据集可在http://bliulab.net/iDRBP\_MMC获取,代码可在https://github.com/NimishaGhosh/LAMP-PRo获取。
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