内在无序蛋白(IDP/IDR)研究突破 - 内在无序蛋白(IDP)和内在无序区域(IDR)占据人类蛋白质组近一半比例,但因其缺乏稳定结构长期被视为"不可成药"靶点,难以开发靶向药物[2] - 诺奖得主David Baker团队利用生成式人工智能(Generative AI)设计出原子级精度的结合蛋白,成功攻克IDP/IDR靶点难题[3] 技术方法创新 - 采用基于diffusion的AI模型RFdiffusion,可从头设计自然界不存在的全新蛋白质,此前已应用于癌症免疫疗法等领域[5] - 开发两种互补设计策略: - "logos"策略通过预制1000个结合口袋库,组合生成数万亿种结合蛋白,适配随机序列多肽[9][11] - RFdiffusion策略直接生成与IDP/IDR结合的蛋白,无需预先指定靶点几何形状[7][22] 实验验证成果 - 测试43个靶点(21个疾病相关IDR+18个合成序列),39个实现紧密结合,34个亲和力达100皮摩尔至100纳摩尔[14] - 设计蛋白成功应用于: - 富集低丰度蛋白(蛋白质组学研究) - 靶向癌症受体无序结构域 - 抑制GPCR信号通路 - 阻断疼痛信号(DYNA_2b2结合蛋白亲和力<100皮摩尔)[14] - 针对胰淀素设计的结合蛋白可阻止2型糖尿病相关淀粉样纤维形成,亲和力3-100纳摩尔[17][18] 应用前景 - 为癌症治疗、神经疾病干预等提供新手段,例如调控IL2信号通路、靶向朊病毒等[17][18] - 设计工具已开源发布,可供全球研究人员免费使用[23][24] 行业影响 - 突破传统动物免疫法局限(IDR蛋白易降解导致抗体开发失败)[6] - 首次实现纳摩尔至皮摩尔级亲和力,达到自然界最强蛋白相互作用水平[20] - 两种策略互补:RFdiffusion擅长螺旋/链状靶点,logos策略适配无规则二级结构靶点[22]
攻克“不可成药”,David Baker团队中国博后利用AI从头设计蛋白,靶向内在无序蛋白,解锁治疗靶点
生物世界·2025-07-19 11:06