加性MLP-GNN框架分离化学与结构贡献预测水溶性

An Additive MLP-GNN Framework for Characterizing Chemical and Structural Contributions to Aqueous Solubility

精选理由

这篇论文把化学描述和分子结构分开建模再相加,既准确又能解释预测依据。在AqSolDB和BigSolDB2上效果很好,适合医药研发。

AI 摘要

该工作提出一个加性深度学习框架,用多层感知机(MLP)编码物理化学描述符作为化学分支,用图神经网络(GNN)编码分子图拓扑作为结构分支,两个分支的输出在预测阶段加性组合。在AqSolDB数据集上预训练、在BigSolDB2数据集上微调后,预测精度显著提升且运行变异降低。可解释性分析通过最佳线性投影、分子嵌入和GNNExplainer显示化学分支对齐已知物化描述符,结构分支捕捉图拓扑和官能团模式。在两个数据集上,该框架取得有竞争力的预测性能,同时使化学与结构信息的各自作用更透明。

AI 翻译 · 中文

该工作提出一个加性深度学习框架,用多层感知机(MLP)编码物理化学描述符作为化学分支,用图神经网络(GNN)编码分子图拓扑作为结构分支,两个分支的输出在预测阶段加性组合。在AqSolDB数据集上预训练、在BigSolDB2数据集上微调后,预测精度显著提升且运行变异降低。可解释性分析通过最佳线性投影、分子嵌入和GNNExplainer显示化学分支对齐已知物化描述符,结构分支捕捉图拓扑和官能团模式。在两个数据集上,该框架取得有竞争力的预测性能,同时使化学与结构信息的各自作用更透明。

arXiv cs.LGAqueous solubility is a key property in early-stage drug discovery, but most predictive models merge physicochemical descriptors and molecular graph information into a single representation, obscuring whether a predictio