为千亿酶缺口定制生物钥匙!中国团队首创AI零样本酶设计方法
环球网·2025-06-18 10:16
行业背景与挑战 - 酶作为高效环保的"分子机器"是推动生物医药、绿色化工、环保降解、绿色农业等万亿级生物经济发展的核心力量[1] - 天然酶仅适用于自然界已知反应,难以应对新型塑料、特定药物中间体、难降解污染物等人造化学分子[1] - 麦肯锡数据显示制药、化工、农业领域因酶限制导致的年产能损失超过千亿美元[2] - 传统酶发现方法如定向进化或理性设计耗时数月、成本高昂、成功率不足1%,面对全新底物几乎无能为力[2] 技术突破 - 分子之心与香港理工大学联合开发AI酶设计方法"SENZ",被ICML 2025收录[3] - SENZ基于底物结构相似性检索创造功能相关酶,打通从"未知底物"到"超级酶"的设计通道[5] - 该方法通过三重创新机制:结构蓝图检索、生物反应图谱构建、生成式AI设计[5] - 在甲基膦酸盐降解酶设计中,SENZ生成的酶显著优于基线和天然酶[6] 应用前景 - 医药领域:可快速设计高效酶催化路径,降低生产成本,加速新药上市[6] - 环保领域:可定制降解塑料等顽固污染物的"超级酶"[6] - 生物制造领域:赋能生物基材料、精细化学品、食品添加剂等的绿色高效生产[6] 公司发展 - 分子之心已研发十多种AI蛋白质设计新方法,包括多模态AI蛋白质基础大模型NewOrigin和一站式平台MoleculeOS[7] - 与凯赛生物合作优化关键酶蛋白,使菌种产率提高5倍[7] - 在药物研发领域,三天设计出数十个候选蛋白,表现出更高中和抗体滴度和细胞免疫力[7] - 未来三年计划将"按需设计"能力扩展至抗体、疫苗、工业酶全领域[7]