化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
移動(dòng)端訪問更便捷
今日焦點(diǎn) Today's Focus
查看更多+-
大咖講課不容錯(cuò)過！“新材料分析檢測技術(shù)”線上會(huì)議邀您報(bào)名
2025年4月25日14:00，化工儀器網(wǎng)特聯(lián)合賽默飛世[詳細(xì)]
從分子生成到精準(zhǔn)調(diào)控：AI技術(shù)“從零開始”設(shè)計(jì)蛋白酶
2025年03月01日 13:14:11
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：14611
這項(xiàng)研究不僅代表了從頭設(shè)計(jì)酶的重大進(jìn)步，也為開發(fā)更高效的催化劑開辟了新途徑，同時(shí)對理解和擴(kuò)展酶的功能性具有重要意義。
在人類探索自然規(guī)律的進(jìn)程中，人工智能(AI)技術(shù)的介入正引發(fā)科研范式的根本性變革。諾貝爾獎(jiǎng)得主、美國華盛頓大學(xué)的大衛(wèi)·貝克及其團(tuán)隊(duì)發(fā)表了一篇突破性研究論文：他們首次利用人工智能(AI)技術(shù)，從零開始設(shè)計(jì)了具有復(fù)雜活性位點(diǎn)的絲氨酸水解酶。這項(xiàng)成就標(biāo)志著酶工程領(lǐng)域的一個(gè)重要里程碑，表明現(xiàn)在人們有能力設(shè)計(jì)出具有天然酶活性的酶，并且這些人工設(shè)計(jì)的酶還具備實(shí)際應(yīng)用潛力。
傳統(tǒng)方法在設(shè)計(jì)能夠催化特定化學(xué)反應(yīng)的酶時(shí)，面臨巨大挑戰(zhàn)，主要是因?yàn)閷⒒钚晕稽c(diǎn)整合到預(yù)先存在的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中時(shí)，往往會(huì)受到結(jié)構(gòu)靈活性和活性位點(diǎn)預(yù)組織程度的限制，從而影響催化效率。盡管化學(xué)手段可以在一定程度上克服這些問題，但最初計(jì)算設(shè)計(jì)的酶效率仍遠(yuǎn)低于天然酶。
研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的靶向條件擴(kuò)散模型(Target-conditioned Diffusion Model)，將腫瘤壞死因子受體(TNFR)超家族的三維構(gòu)象特征編碼為潛在空間向量，通過逆向擴(kuò)散過程生成具有特定結(jié)合特性的分子結(jié)構(gòu)。這種“目標(biāo)驅(qū)動(dòng)”的生成方式，使模型在保持化學(xué)合理性的同時(shí)精準(zhǔn)調(diào)控分子活性。
在針對TNFR1激動(dòng)劑的開發(fā)中，AI生成分子庫的活性命中率高達(dá)18.7%，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)虛擬篩選的0.5%-2%。其中候選分子TCD-103在動(dòng)物模型中顯示出對類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的顯著療效，其結(jié)合自由能計(jì)算值(ΔG=-9.8 kcal/mol)較已知藥物提升32%。
此外，這種方法還在低通量篩選過程中發(fā)現(xiàn)了5種全新的酶折疊方式，這些方式不同于任何已知的天然絲氨酸水解酶中的折疊，極大地?cái)U(kuò)展了這一古老酶家族的結(jié)構(gòu)多樣性。這項(xiàng)研究不僅代表了從頭設(shè)計(jì)酶的重大進(jìn)步，也為開發(fā)更高效的催化劑開辟了新途徑，同時(shí)對理解和擴(kuò)展酶的功能性具有重要意義。
當(dāng)AI在藥物設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)原子級(jí)精準(zhǔn)操控，在酶工程中突破億萬年自然進(jìn)化限制，我們正見證人類認(rèn)知邊界的革命性拓展。這些突破不僅是技術(shù)層面的飛躍，更預(yù)示著科研主體從“人類中心”向“人機(jī)共生”的范式轉(zhuǎn)變。在可預(yù)見的未來，AI將協(xié)助人類探索那些曾經(jīng)遙不可及的科學(xué)秘境，開啟科學(xué)發(fā)現(xiàn)的“超指數(shù)時(shí)代”。
相關(guān)研究成果Target-conditioned diffusion generates potent TNFR superfamily antagonists and agonists于近日發(fā)表于國際期刊《Science》。
參考資料來源：科技日報(bào)
相關(guān)閱讀 Related Reading
查看更多+-
驚艷亮相IE expo China 2025 江蘇凌恒展示多款環(huán)境監(jiān)測設(shè)備
作為一家專業(yè)提供水質(zhì)檢測及整體方案的高新技術(shù)企業(yè)，江蘇凌恒環(huán)境科技有限公司攜LH-D3104型水質(zhì)檢測-岸邊站、多款水質(zhì)檢測儀等創(chuàng)...2025-04-24 16:19:07 -
再減11項(xiàng) 2025年版市場準(zhǔn)入負(fù)面清單出爐
今日（4月24日），國家發(fā)展改革委、商務(wù)部、市場監(jiān)管總局公布《市場準(zhǔn)入負(fù)面清單（2025年版）》。2025-04-24 15:09:55 -
4月25日起實(shí)施！《四川省科技資源共享服務(wù)平臺(tái)管理辦法》發(fā)布
四川省科學(xué)技術(shù)廳印發(fā)《四川省科技資源共享服務(wù)平臺(tái)管理辦法》，旨在規(guī)范管理四川省科技資源共享服務(wù)平臺(tái)，推進(jìn)科技資源向社會(huì)開放共享，提...2025-04-24 14:38:33 -
用于“兩重”“兩新”！2025年1.3萬億元超長期特別國債今起發(fā)行
4月24日，2025年超長期特別國債首次發(fā)行。根據(jù)預(yù)算安排，我國今年擬發(fā)行超長期特別國債1.3萬億元，較2024年增加3000億元...2025-04-24 13:50:17 -
為提升公平競爭審查質(zhì)效，強(qiáng)化制度剛性約束，近日，國家市場監(jiān)管總局公布《公平競爭審查條例實(shí)施辦法》，自2025年4月20日起施行。2025-04-24 11:59:09
-
國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2024 版）發(fā)布
《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(2024版)》聚焦智能裝備、工業(yè)軟件、智能工廠、智慧供應(yīng)鏈、智能賦能技術(shù)、智能制造新模式、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)...2025-04-24 10:29:37
版權(quán)與免責(zé)聲明
- ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
