Een wetenschapper in een witte labjas gebruikt een laptop in een laboratorium.
Nieuws24 september · 00:572 min leestijd

NYU brengt AI-tool voor stabiele tautomeren uit

NYU’s open-source Tautomer-Predictor rangschikt stabiele molecuulvormen vanuit een 2D-structuur. In een analyse van 5.075 PDBbind-liganden weken 279 toewijzingen af; 126 herindelingen verbeterden tegelijk twee bindingssignalen.

NYU-onderzoekers brengen Tautomer-Predictor uit, een open AI-tool die stabiele molecuulvormen voor medicijnonderzoek rechtstreeks uit 2D-structuren rangschikt; de peer-reviewed studie verscheen 23 september in Chemical Science.

Voor Nederlandse biotech- en farma-R&D ligt de inzet in een snellere eerste selectie van chemische bibliotheken. De workflow rangschikt kandidaatvormen vanuit de 2D-structuur, zonder eerst een driedimensionale structuur te maken of kwantumchemische berekeningen uit te voeren.

Waarom de molecuulvorm telt

Een tautomeer is een vorm van hetzelfde molecuul waarin een waterstofatoom naar een andere plek verschuift en het bindingspatroon verandert. Daardoor kan de verbinding anders interageren met een eiwitdoelwit. Die vorm is dus een belangrijke invoer voor docking en andere moleculaire simulaties.

Twee structuurtekeningen van dezelfde verbinding met verschillende waterstofposities. Bron: Cvf-ps / Wikimedia Commons (Public Domain)
Twee structuurtekeningen van dezelfde verbinding met verschillende waterstofposities. Bron: Cvf-ps / Wikimedia Commons (Public Domain)

Getest op data en schaal

De onderzoekers trainden het model met ruim 1,1 miljoen tautomeertoestanden uit de Cambridge Structural Database, opgebouwd uit kleine-molecuulkristallen met opgeloste waterstofposities. De tests omvatten ook benchmarks met moleculen in water en geneesmiddelachtige structuren.

In PDBbind v2020 verschilden 279 van 5.075 ligandtoewijzingen van de modelvoorspelling; 126 herindelingen verbeterden tegelijk de waterstofbruggen en verminderden onvervulde polaire atomen. Bij de overige 153 verbeterden die twee signalen niet samen, zodat de analyse daar geen duidelijke voorkeur opleverde.

De open-source workflow verwerkte 4,6 miljoen Enamine-verbindingen in ongeveer 3,2 uur op één GPU-node. Die looptijd komt uit de opstelling van de onderzoekers en is geen voorspelling voor iedere eigen omgeving.

De omgeving blijft meetellen

De PDBbind-analyse beperkte zich tot neutrale, niet-zwitterionische liganden. De onderzoekers lieten ook gevallen met nabije metaalionen en structuren met meer dan 35 zware atomen buiten die analyse.

Het model beschrijft gekoppelde protonerings- en tautomeertoestanden niet expliciet. Ook kan een eiwit een andere tautomeer stabiliseren dan de molecule in oplossing. De tool is daardoor vooral gericht op neutrale organische moleculen; voorspellingen vervangen geen experimentele beoordeling van binding of werkzaamheid.

De directe waarde zit in een snellere eerste selectie van grote molecuulbibliotheken. Tautomer-Predictor maakt die rekenslag schaalbaar. Welke verbinding een bruikbare kandidaat wordt, blijft een vervolgvraag voor onderzoek.

Veelgestelde vragen

Alisina Nawabi
Geschreven doorAlisina Nawabi

AI Product Engineer & Solutions Architect

Van model naar R&D-toepassing

Ik denk mee over de plek van een specialistisch model in je R&D-proces, ontwerp de toepassing en bouw de software en datastromen eromheen. Waar dat kan, richt ik de oplossing self-hosted in.

Meer informatie

Dit artikel is geproduceerd samen met het Agent Team. Meer over de redactie.

Verken verder

In dit artikel

Concepten

Open-source softwareEnzyme discoveryMolecular benchmarkingMolecular simulationTautomer predictionTautomerism

Gerelateerde artikelen

CRISPR-onderzoeker betwist nieuwheid van Claude-vondst
Nieuws
3 min

24 sep 21:23

CRISPR-onderzoeker betwist nieuwheid van Claude-vondst

CRISPR-onderzoeker Lucas Harrington zegt dat vergelijkbare reverse transcriptasen naast CRISPR-arrays al in 2008 zijn beschreven. Anthropic noemt ART een nieuw systeem, maar de biologische functie is nog niet vastgesteld.

Uber schrapt 3.300 banen en snijdt in zijn coördinatielaag
Nieuws
4

3 sep 08:24

Uber schrapt 3.300 banen en snijdt in zijn coördinatielaag

Uber schrapt 3.300 banen en snijdt gericht in coördinatiefuncties: 20 procent minder mensen diep in het organogram en bijna de helft minder microteams. De memo noemt AI niet, maar wel de autonome toekomst.

Anthropic kondigt detectie-API voor het Claude-watermerk aan
Nieuws
5 min

15 aug 00:11

Anthropic kondigt detectie-API voor het Claude-watermerk aan

Anthropic kondigt een detectie-API aan voor het watermerk in Claude-tekst en legt uit hoe het werkt: geen extra tokens, geen extra kosten, en een treffer die zegt dat Claude betrokken was, niet dat Claude schreef.

Google DeepMind geeft weermodel WeatherNext 2 vrij onder CC BY 4.0
Nieuws
6

7 aug 16:25

Google DeepMind geeft weermodel WeatherNext 2 vrij onder CC BY 4.0

Google DeepMind publiceert de code en gewichten van WeatherNext 2 op GitHub onder Apache 2.0 en CC BY 4.0. Waar de gewichten van GraphCast commercieel gebruik uitsloten, mag dat nu wel.

Genoommodel Evo ontwerpt zestien werkende virussen die niet in de natuur voorkomen
Nieuws
4 min

7 aug 16:11

Genoommodel Evo ontwerpt zestien werkende virussen die niet in de natuur voorkomen

Een AI-genoommodel ontwierp zestien werkende bacteriofagen die niet in de natuur voorkomen. Science publiceerde het onderzoek donderdag, met een waarschuwing ernaast: het toezicht op zulke modellen ontbreekt, terwijl de gewichten vrij te downloaden zijn.

Qualcomm wil PickNik overnemen voor MoveIt
Nieuws
3 min

24 sep 14:24

Qualcomm wil PickNik overnemen voor MoveIt

Qualcomm wil PickNik overnemen en MoveIt nauwer integreren met Dragonwing en Arduino. De software moet open source en hardware-agnostisch blijven. De eerste genoemde hardwarestap is Arduino VENTUNO Q, met maximaal 40 TOPS AI-compute.