酶功能预测的新基准数据集揭示现有模型的局限性

摘要

计算预测酶功能对基因组注释和酶设计至关重要，但现有模型是否真正学习催化活性结构决定因素尚不明确。为此，研究者构建了EnzymARC基准数据集，通过结构引导的系统性破坏酶活性位点（针对催化残基及周围5、10、15埃半径）生成推定无功能诱饵序列。评估DIAMOND、CLEAN和DeepEC三种预测模型发现，当前模型易受系统发育捷径影响：DIAMOND和CLEAN对低扰动诱饵的假阳性率超90%，即使催化机制被破坏仍自信分配原始EC号；DeepEC在高扰动下灵敏度提升，但所有模型均难识别定点活性位点破坏。研究表明现有EC预测器无法区分无催化能力变体与功能酶，将结构感知负样本纳入训练和基准测试对开发稳健模型至关重要。