论文

PharmAgent:使用冻结语言模型进行约束感知搜索以进行分子优化

PharmAgent: Constraint-Aware Search with Frozen Language Models for Molecular Optimization

应用与实践科学研究

摘要

分子优化必须提高目标活性并在有限的评估预算内满足可开发性限制。经典方法需要定制规则或训练来合并化学说明和性质反馈。冻结语言模型可以限制对这些信息的编辑,但需要显式的约束控制和相关经验。因此,我们提出了 PharmAgent,一种由自适应外部状态驱动的约束感知分子搜索方法。其拉格朗日控制器将接受状态中的违规转化为累积的约束压力,使该历史记录与当前的属性测量分开。结构索引重播通过指导后续提案的相关评估过渡来补充此反馈。随着课程逐渐激活约束,候选人和现任者在相同的当前目标下进行比较,接受的状态决定下一个乘数更新。我们得出一个精确的恒等式,该恒等式描述了接受状态违规如何在控制器的乘法器中累积。在五次独立运行的五项任务中,PharmAgent 在仅目标搜索中实现了 3.9208 的目标得分曲线下总面积 (AUC),比 MOLLEO 提高了 37.3%。在在线限制的情况下,它的财产调整 AUC 为 0.7076,比最强的在线基线 ExLLM提高了 53.8%。这些结果在仅目标搜索和约束感知搜索中的所有评估方法中排名第一。在线比较涵盖了所有五个基线框架。完整系统在目标质量、属性调整性能和帕累托超体积方面领先于每个消融变体。所有五个分子案例都达到了可行的最终状态,记录了目标收益和权衡。

PharmAgent:使用冻结语言模型进行约束感知搜索以进行分子优化的原论文方法或结果图
图 1:动机和 PharmAgent 反馈循环。 (a) 分子搜索中的两个反馈差距。高目标分数不一定意味着可行性,过去的评估需要相关检索。 (b) 用于提案、评估、接受和反馈的冻结生成器-审阅者工作流程。候选人和现任者有着共同的当前目标。 (c) 外部搜索状态,包括化学-CER、课程和拉格朗日控制。评估的尝试进入重播,而接受的状态更新乘数。当前测量值与历史压力保持分离。属性标签表示分子量 (MW)、辛醇-水分配系数 (logP)、药物相似性定量估计 (QED)、合成可及性 (SA)、细胞色素 P450 2D6 (CYP2D6)、人 ether-à-go-go 相关基因钾通道 (hERG) 和 Caco-2 细胞渗透性。图标是示意性的。实线路线显示流量或更新,而虚线路线显示调节。