L'identification précise des sites allostériques des protéines est cruciale pour comprendre le mécanisme de régulation à longue portée et favoriser la conception de médicaments allostériques. Les méthodes existantes s'appuient fortement sur des caractéristiques géométriques au niveau des poches et supposent implicitement que la régulation allostérique est confiné aux poches. En réalité, la régulation allostérique est médiée par la propagation d'énergie et des interactions coopératives, qui s'étendent souvent au-delà des limites des poches. Ainsi, les méthodes existantes manquent non seulement d'interprétabilité physique, mais échouent également à détecter les résidus en dehors des poches. Pour remédier à ces limitations, nous avons développé ZHMolEReP, un outil de prédiction des sites allostériques au niveau des résidus qui intègre le scan de réponse de perturbation (PRS) avec l'approximation de réponse à l'énergie libre, établissant une représentation concise et physiquement fondée à sept caractéristiques. En combinant des descripteurs mécaniques avec des caractéristiques structurelles locales, le modèle capture les signaux allostériques en utilisant un ensemble minimal de caractéristiques au niveau des résidus. Sur l'ensemble de données de référence ASBench, ZHMolEReP surpasse les méthodes existantes, atteignant un rappel de 0,7037, une AUC de 0,7858, et identifiant avec succès les sites allostériques dans 33 sur 40 protéines, représentant des augmentations de 141,8 %, 35,4 % et 26,9 % par rapport aux méthodes de base. L'avantage de performance est maintenu sur l'ensemble de test indépendant AlloReverse. Des expériences d'ablation et une analyse SHAP révèlent que les prédictions du modèle sont influencées à la fois par des caractéristiques physiquement fondées et des structures spécifiques à l'ensemble de données. Notamment, certaines caractéristiques statistiquement dominantes interagissent fortement de manière à obscurcir la contribution des caractéristiques physiquement interprétables, soulignant encore l'importance de guider le modèle pour qu'il apprenne des motifs véritablement physiquement significatifs dans la régulation allostérique. En résumé, ZHMolEReP fournit un cadre avec une interprétabilité physique et une forte capacité de généralisation pour l'identification des sites allostériques, soutenant à la fois la recherche sur les mécanismes allostériques et la découverte de médicaments.
Xing et al. (Ven,) ont étudié cette question.