【タンパク質デザイン】拡散モデル・ハルシネーション型両方のタンパク質設計が可能なパイプライン PXDesign について

PXDesign: Fast, Modular, and Accurate De Novo Design of Protein Binders

エンドツーエンドのタンパク質バインダー設計パイプライン、PXDesign の開発を紹介した論文です。

中国のテクノロジー企業 ByteDance の Protenix 開発チームからの報告です。Protenix とはタンパク質構造予測モデルでこのアーキテクチャを活用した設計手法を本論文で公開しています。

PXDesign は、以下の 2 本柱で構成されています。

生成 (Generation)
- PXDesign-d（拡散モデルベース）
  - RFDiffusion like
  - Cartesian座標を直接生成する DiT (Diffusion Transformer) を採用。
  - AlphaFold2/3 のフレーム表現や三角更新を省き、長配列でも高速。
  - 多様なターゲットや条件（MSA, ホットスポット, 二次構造指定など）に対応可能。
- PXDesign-h（ハルシネーション型）
  - BindCraft like
  - Protenix 構造予測器を用いた勾配ベース最適化。
  - Protenix-Mini による高速化、エンサンブルによる頑健性を導入。
フィルタリング (Filtering & Ranking)
- AlphaFold2-IG（AF2-IG）や Protenix 予測器から得られる信頼度スコア（pTM, ipTM, pLDDTなど）を用いて候補を絞り込み。
- Protenixベースのスコアは AF2 よりも実験的バインダー濃縮能力が高く、EGFRチャレンジやSKEMPIベンチで優位性を示した。
- AF2-IGとProtenixは補完的 で、異なる真の陽性集合を拾う → 複数フィルターの併用が有効。