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il y a 4 mois

Transformateur amélioré par graphe moléculaire pour la prédiction de réaction rétro-synthétique

{Junzhou Huang Xi Xiao Yu Rong Tingyang Xu Peilin Zhao Kelong Mao}

Transformateur amélioré par graphe moléculaire pour la prédiction de réaction rétro-synthétique

Résumé

Face à un nombre massif de voies de synthèse possibles en chimie, la prédiction de rétro-synthèse reste un défi pour les chercheurs. Récemment, cette tâche a été reformulée comme un problème de traduction automatique (Machine Translation, MT). En effet, puisque chaque molécule peut être représentée par une chaîne SMILES (Simplified Molecular-Input Line-Entry System), le processus de synthèse est analogué à une traduction linguistique allant des réactifs vers les produits. Toutefois, les modèles de MT appliqués aux données SMILES négligent généralement les informations relatives aux liaisons atomiques naturelles et à la topologie moléculaire. Dans cet article, nous proposons un cadre d’apprentissage profond appelé Graph Enhanced Transformer (GET), qui intègre à la fois les informations séquentielles et graphiques des molécules. Nous présentons quatre architectures différentes de GET, toutes fondées sur une fusion entre les représentations SMILES et des embeddings atomiques appris à partir d’un réseau de neurones graphiques (GNN) amélioré. Les résultats expérimentaux montrent que notre modèle surpasse significativement le modèle Transformer en termes de précision sur les tests.

Benchmarks

BenchmarkMéthodologieMétriques
single-step-retrosynthesis-on-uspto-50kGET-LT1 (reaction class unknown)
Top-1 accuracy: 44.9
Top-10 accuracy: 65.9
Top-3 accuracy: 58.8
Top-5 accuracy: 62.4
single-step-retrosynthesis-on-uspto-50kGET-LT1 (reaction class as prior)
Top-1 accuracy: 57.4
Top-10 accuracy: 77.4
Top-3 accuracy: 71.3
Top-5 accuracy: 74.8
single-step-retrosynthesis-on-uspto-50kGET-LT2 (reaction class as prior)
Top-1 accuracy: 56.2
Top-10 accuracy: 74.7
Top-3 accuracy: 69.4
Top-5 accuracy: 72.5

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