Nature:中科大团队建立全新的蛋白质从头设计方法

中国科学技术大学刘海燕教授、陈泉副教授团队基于数据驱动原理,开辟出一条全新的蛋白质从头设计路线,在蛋白质设计这一前沿科技领域实现了关键核心技术的原始创新,为工业酶、生物材料、生物医药蛋白等功能蛋白的设计奠定了坚实的基础。相关成果北京时间2月10日发表于《Nature》。研究团队部分成员在实验室 中国科大供图 蛋白质是生命的基础,是生命功能的主要执行者,其结构与功能由氨基酸序列所决定。目前,能够形成稳定三维结构的蛋白质,几乎全部是天然蛋白质,其氨基酸序列是长期自然进化形成。在天然蛋白结构功能不能满足工业或医疗应用需求时,想要得到特定的功能蛋白,就需要对其结构进行设计。近年来,国际上蛋白质从头设计的代表性工作主要采用RosettaDesign——使用天然结构片段作为构建模块来拼接产生人工结构。然而,这种方法存在设计结果单一、对主链结构细节过于敏感等不足,显著限制了设计主链结构的多样性和可变性。 中国科学技术大学相关团队长期......阅读全文

科学家利用神经网络设计全新蛋白质

  美国麻省理工学院研究人员在新一期《应用物理学杂志》发表的论文中,将注意力神经网络与图神经网络相结合,以更好地理解和设计蛋白质。该方法将几何深度学习与语言模型的两种优势结合起来,不仅可预测现有蛋白质特性,还可设想自然界尚未设计出的新蛋白质。  蛋白质通过构建块的独特排列来执行大量生物任务。将这个几

AI设计新蛋白质再现突破,生成在拓扑结构

  《自然》杂志11日发表的论文描述了一项结构生物学新突破:一种能设计新蛋白质的深度学习方法,名为RoseTTAFold Diffusion(RFdiffusion)。其能生成各种功能性蛋白质,包括在天然蛋白质中从未见过的拓扑结构。  研究示意图(部分)  深度学习推动了蛋白质结构的预测和设计,但仍

科学家设计制造出跨膜蛋白质

  据新华社电 美国华盛顿大学一个科研团队借助计算机设计,制造出了跨膜蛋白质,它可像天然膜蛋白那样形成多蛋白复合体,可应用在疫苗设计等领域。   膜蛋白是生物膜中所含的蛋白质,嵌在细胞和细胞器的膜中。有些膜蛋白的两端暴露于膜的内外表面,被称作跨膜蛋白质。它们可作为物质跨膜转运的通道,许多药物设计将

Nature揭示第5类组蛋白的功能

  哥本哈根大学的研究人员发现了组蛋白一个前所未知的功能,由此增进了对细胞保护和修复DNA损伤机制的认识。这一新知识有可能最终促使开发出针对癌症等疾病的更好的疗法。  研究人员揭示出了组蛋白迄今未知的一种功能,可促成更好的疗法来治疗细胞改变所引起的疾病。  Novo Nordisk基金会蛋白质研究中

蛋白质组的主要功能

蛋白质组学集中于动态描述基因调节,对基因表达的蛋白质水平进行定量的测定,鉴定疾病、药物对生命过程的影响,以及解释基因表达调控的机制. 作为一门科学,蛋白质组研究并非从零开始,它是已有20多年历史的蛋白质(多肽)谱和基因产物图谱技术的一种延伸. 多肽图谱依靠双向电泳(Two-dimensional g

蛋白质组的主要功能

蛋白质组学集中于动态描述基因调节,对基因表达的蛋白质水平进行定量的测定,鉴定疾病、药物对生命过程的影响,以及解释基因表达调控的机制. 作为一门科学,蛋白质组研究并非从零开始,它是已有20多年历史的蛋白质(多肽)谱和基因产物图谱技术的一种延伸. 多肽图谱依靠双向电泳(Two-dimensional g

蛋白质组学技术的功能介绍

  “读”,在字典里的意思是识取、读取,放在蛋白研究中可以理解为对生物样本中未知单一蛋白或复杂蛋白的筛选、鉴定或者定量检测。    自2003年4月14日人类基因组计划(HGP)宣告完成以来,基因组研究取得了举世瞩目的成就。基因组学虽然在基因活性和疾病的相关性方面为人类提供了有力证据,但实际上绝大

关于蛋白质代谢功能检查的简介

  除r球蛋白以外的大部分血浆蛋白,如清蛋白、糖蛋白、脂蛋白、多种凝血因子、抗凝因子、纤溶因子及各种转运蛋白等均系肝脏合成,当肝细胞受损时这些血浆蛋白合成减少,尤其是清蛋白明显减少,导致低清蛋白血症,临床上可出现腹水与胸水。r球蛋白系免疫球蛋白,由B淋巴细胞及浆细胞所产生,当肝脏受损,尤其是慢性炎症

蛋白质微阵列的功能和应用

蛋白质微阵列是将不同的具有生物活性的蛋白质分别置于微量板的不同孔内来进行蛋白质功能筛选的文库。它实质上是cDNA阵列文库的继续。蛋白质微阵列是一种专门设计的多肽支架构成了一个表面固定域和捕获域,从而形成柔性的蛋白质阵列。

病毒的蛋白质的结构及功能

蛋白质是病毒的另一类主要成分,包括结构蛋白和非结构蛋白。非结构蛋白是指由病毒基因组编码的,在病毒复制或基因表达调控过程中具有一定功能,但不结合于病毒颗粒中的蛋白质。结构蛋白是指构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必需的蛋白质医学|教育网搜集整理,包括壳体蛋白、包膜蛋白和毒粒酶等。壳体蛋白是构成病毒

蛋白质组学技术的功能介绍

“读”,在字典里的意思是识取、读取,放在蛋白研究中可以理解为对生物样本中未知单一蛋白或复杂蛋白的筛选、鉴定或者定量检测。自2003年4月14日人类基因组计划(HGP)宣告完成以来,基因组研究取得了举世瞩目的成就。基因组学虽然在基因活性和疾病的相关性方面为人类提供了有力证据,但实际上绝大多数疾病并不是

蛋白质复合物的功能介绍

蛋白质复合物的形成有时起到激活或抑制一个或多个复合物成员的作用,因此,蛋白质复合物的形成可以类似于磷酸化。单个蛋白质可以参与各种不同蛋白质复合物的形成。不同的复合体执行不同的功能,并且相同的复合体可以执行取决于多种因素的非常不同的功能。其中一些因素是:包含复合物时,复合物存在于哪个隔室中复合物存在于

蛋白质结构和功能的基础模型

蛋白质设计程序使用在体内环境中驱动蛋白质的分子力的计算机模型。为了使问题易于解决,蛋白质设计模型简化了这些作用力。尽管蛋白质设计程序相差很大,但它们必须解决四个主要的建模问题:设计的目标结构是什么,目标结构允许什么样的灵活性,搜索中包括哪些序列,以及将使用哪个力场来分数序列和结构。目标结构蛋白质功能

新蛋白质组学方法引领蛋白功能研究革命

人类细胞是通过成千上万个蛋白质的协同作用来控制它们生长和分化的。但是,到目前为止,大多数人类蛋白质的特定功能还不清楚。 疾病的发生常常是由于冠军细胞蛋白质功能的失常。目前,世界各地已经启动了大量大规模的研究计划以了解所有人类蛋白质的功能。 现在,来自IRCM(Instiut de recherc

Nature发布AlphaFold预测几乎所有已知蛋白质的形状

DeepMind的AlphaFold工具已经确定了地球上几乎所有已知生物体中约2亿种蛋白质的结构。从今天开始,确定科学上已知的几乎所有蛋白质的3D形状将变得和在谷歌搜索中输入一样简单。研究人员使用革命性的人工智能(AI)网络:AlphaFold来预测来自100万种物种的约2亿种蛋白质的结构,几乎覆盖

Nature:蛋白质结构分析新技术创测定速度纪录

  据美国物理学家组织网7月20日报道,隶属于美国能源部的劳伦斯伯克利国家实验室的科学家开发出一种利用小角度X射线散射技术测定蛋白质结构的新方法,大大提高了蛋白质结构研究分析的效率,使过去需要几年时间完成的工作仅需要几天即可完成,这将极大地促进结构基因组学的研究进程。   结构基因组学是一门研究生

Nature子刊:神秘蛋白质引发代谢紊乱分子机制

  根据最近来自南卡罗琳娜大学的研究者们发表在《Nature Structural & Molecular Biology》杂志上的一篇文章,细胞对错误折叠的蛋白质的反应或许是引发代谢紊乱的原因,而非结果。在这一研究中,作者们鉴定出了一中此前很少被报道的启动代谢紊乱效应的分子。   蛋白质的错误折

Nature子刊:蛋白质绝对定量的新方法

  生物学研究离不开定量。对于绝对定量,通常需要利用已知浓度的分子绘制标准曲线。最近,麻省理工学院、梅约诊所和赛默飞世尔科技的研究人员在《Nature Communications》杂志上介绍了一种新方法,能利用串联质谱仪对多个蛋白质进行绝对定量。  这种方法称为MARQUIS(Multi

Nature子刊:测定改性蛋白质的新方法

  最近,瑞士的研究人员开发出一种新方法,来测量结构发生改变的蛋白质。这有望使研究人员开发出新的诊断工具,对神经退行性疾病进行早期识别和发现。相关研究结果发表在最近的《Nature Biotechnology》杂志。  细胞通过各种各样的方式调节蛋白质的功能,包括通过修改蛋白质的结构。蛋白质可在一瞬

无定形相变蛋白质探针理性设计方案

   近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员刘宇团队与朴海龙团队、山东大学教授刘晓静合作,通过系统性研究晶体诱导荧光分子结构与荧光之间的构效关系,实现了活细胞内无定型聚集态蛋白质组的靶向识别,为进一步发展此类探针提供了理性设计和改造方案。相关研究成果发表在《德国应用化学》上。 蛋白质的错误折叠

深度学习助力提高蛋白质序列设计成功率

  中国科学技术大学生命科学与医学部教授刘海燕、副教授陈泉团队与信息科学技术学院教授李厚强团队合作,开发了一种基于深度学习为给定主链结构从头设计氨基酸序列的算法ABACUS-R。经过实验验证,ABACUS-R的设计成功率和设计精度超过了原有统计能量模型ABACUS。相关成果7月21日发表于《自然—计

研究实现从头设计的蛋白质三维晶体

  10月16日,美国华盛顿大学蛋白质设计研究所David Baker课题组在《自然-材料》上发表最新研究论文,介绍了一种通过多级正交的蛋白质-蛋白质相互作用来精确设计蛋白质三维晶体的计算方法。《自然-材料》同期也刊登了对本研究的评述文章。  “蛋白质结晶一直依赖于大量的实验工作和偶然的运气,而这篇

人工设计病毒样颗粒可有效传递治疗性蛋白质

在体内作为核糖核蛋白传递基因编辑剂的方法比核酸传递方法具有安全优势。 1月12日,在发表于《细胞》的一项研究中,研究人员报告了工程设计的无DNA病毒样粒(eVLPs)的工程设计和应用,它可以有效地包装和传递碱基编辑器或Cas9核糖核蛋白。

人工智能设计的蛋白质能被“武器化”吗?

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/518933.shtm人工智能设计的蛋白质能被用作生物武器吗?为了避免这种可能性,以及避免烦琐的政府监管,3月8日,美国研究人员发起了一项倡议,呼吁安全、合乎道德地使用蛋白质设计。美国西雅图华盛顿大学计算生

研究实现从头设计的蛋白质三维晶体

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/10/510527.shtm10月16日,美国华盛顿大学蛋白质设计研究所David Baker课题组在《自然-材料》上发表最新研究论文,介绍了一种通过多级正交的蛋白质-蛋白质相互作用来精确设计蛋白质三维晶体的计

《科学》:人工智能几秒便可设计“原创”新蛋白质

今年6月,韩国监管机构批准了首款由人类设计的新型蛋白质制成的新冠肺炎疫苗。该疫苗基于一种球形蛋白质“纳米颗粒”,由研究人员在10年前通过劳动密集型试错攻关研制而成。现在,随着人工智能(AI)的巨大进步,美国西雅图华盛顿大学(UW)生物化学家David Baker领导的一个团队,只需几秒钟——而不是几

深度学习实现蛋白质序列高成功率从头设计

  中国科学技术大学生命科学与医学部教授刘海燕、副教授陈泉团队与信息科学技术学院教授李厚强团队合作,开发了一种基于深度学习为给定主链结构从头设计氨基酸序列的算法ABACUS-R。经过实验验证,ABACUS-R的设计成功率和设计精度超过了原有统计能量模型ABACUS。研究成果北京时间7月21日发表于《

Nature:E钙粘蛋白是多种乳腺癌转移必需的蛋白质

  转移是癌症患者死亡的主要原因。根据体外迁移与E-钙粘蛋白水平的负相关关系,有人提出细胞间黏附蛋白E-钙粘蛋白丢失后,周围组织的侵袭和转移就开始了。然而,这一假设与大多数乳腺癌为浸润性导管癌并在原发肿瘤和转移中表达E-钙粘蛋白的观察结果不一致。  为了解决这个现象和理论矛盾的问题,来自美国约翰霍普

Nature:Wingless蛋白的长距离信号作用功能

  形态发生素是发育过程中在生长和模式形成中起重要作用的分泌蛋白。   形态发生素的一个关键特征是,它能通过一个扩散梯度在距原点一定距离处发挥作用。   本文作者直接评估了果蝇的Wingless (wg)蛋白的扩散的功能。他们发现,那些其固有wg 基因被编码一种膜系留Wg蛋白的(该基因的)一

粗蛋白测定仪分析了解蛋白质的功能特性

  蛋白质所具有的功能性质是其他食品成分所不能比拟或替代的,其功能特性影响食品的感官质量,尤其是在质地方面;蛋白质的功能性质也对食品或食品成分的制备、加工或贮存过程中的物理特性起主要作用。用粗蛋白测定仪了解食品蛋白质的功能特性是非常有必要的,不仅有助于在食品加工中正确地使用这些蛋白质,也利于营养成分