新工具让蛋白质设计“字母表”扩展至34种
美国哈佛大学团队近日开发出一种名为AGENTEX的新工具，通过改造转运RNA（tRNA），将蛋白质设计所使用的“氨基酸字母表”从天然的20种扩展至34种。该工具不用改造生物体基因组，甚至不用活细胞，即可在试管中构建新型蛋白质，为快速设计和制造自然界不存在的蛋白质提供了新路径，有望推动药物、材料等领域研发。相关研究发表于最新一期《自然》杂志。 自然界中的生命主要利用20种氨基酸合成蛋白质。由于编码氨基酸的密码子存在冗余，科学家一直希望重新分配部分密码子的功能，从而制造具有新性质的蛋白质。过去，这一过程通常需要对生物体基因组进行重新编码，不仅耗时，也可能干扰细胞正常功能。 AGENTEX通过在细胞外重构蛋白质合成过程，绕开了这些限制。团队首先利用该工具设计和制造tRNA，并为其指定天然或人工设计的氨基酸；随后筛选性能较好的tRNA，再设计与之匹配的工程化核糖体。将这些组分加入不含完整细胞、但保留蛋白质合成功能的裂解液后，便能......阅读全文
什么是蛋白质设计？
蛋白质设计是新蛋白质分子的合理设计，旨在设计新的活性，行为或目的，并增进对蛋白质功能的基本了解。可以从头开始设计蛋白质（从头设计），也可以通过对已知蛋白质结构及其序列进行计算得出的变体进行设计（称为蛋白质重新设计）。合理的蛋白质设计方法可以预测蛋白质序列，并将其折叠成特定的结构。然后可以通过诸如肽合
AI驱动的蛋白质设计
扩散模型已被证明在图像和文本生成中很有用，而且似乎也适用于蛋白质设计。然而，这类模型目前的成功率并不高；产生的序列基本不能折叠成目标结构。而近期，由《自然》（Nature）发表的一篇论文描述了一种能设计新蛋白质的深度学习方法，名为RoseTTAFold Diffusion（RFdiffusion
简述蛋白质结构在蛋白质设计中的应用
蛋白质设计的目标是通过计算机辅助的算法以生成符合目标蛋白质三维结构的氨基酸序列，经过漫长的进化，自然界已经筛选出了数量众多的蛋白质，但天然蛋白质只有在自然条件下才发挥最佳功能，这使得人们利用这些蛋白质受到了限制，因此需要对蛋白质进行改造使其能适应特定条件发挥特定的功能。蛋白质分子的设计分为3类：
Cell：设计蛋白质－抵御艾滋病
10年前，一些研究人员着手研究一种有着根本上区别的疫苗研发策略：如何“哄骗”免疫系统制造一类罕见而强大的广泛中和抗体（bNAb），其能消灭几乎每一个艾滋病病毒的变种。如今，3个不同的小组已朝着这个目标迈出了至关重要的步伐。艾滋病病毒之所以能战胜候选疫苗以及人体自身防线，是因为它变异得非常快，从而
设计的蛋白质的应用和实例
酶设计新酶的设计是蛋白质设计在生物工程和生物医学领域的巨大应用。通常，设计蛋白质结构可能与设计酶不同，因为酶的设计必须考虑催化机制中涉及的许多状态。然而，蛋白质设计是从头进行酶设计的先决条件，因为至少催化剂的设计需要支架，在支架中可以插入催化机理。在21世纪的前十年，从头酶设计和重新设计取得了巨大进
AI设计出具非凡结合强度蛋白质
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/12/514540.shtm 一种使用深度学习方法设计出来的新蛋白质。图片来源：华盛顿大学医学院蛋白质设计研究所美国科学家借助机器学习软件，创建出一批具有非凡结合强度的蛋白质分子。这些分子与包括人类激素
中国科大在蛋白质设计领域取得进展
近日，中国科学技术大学生命科学学院刘海燕教授、陈泉副教授研究组在蛋白质结构功能设计研究领域取得新进展，研究成果发表在10月27日出版的Nature Communications上。 蛋白质氨基酸序列和空间结构之间的关系是科学界悬而未决的课题。国际上蛋白质设计领域有实验验证的自动设计方法只有寥寥
AI无需人干预设计新蛋白质
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/1/516030.shtm
生成式AI设计出非天然蛋白质
加拿大多伦多大学研究人员开发了一种人工智能系统，可以使用生成扩散来创建自然界中不存在的蛋白质。该系统有望使治疗蛋白的设计和测试更加高效和灵活，从而加速人类药物开发。研究发表在最新一期《自然·计算科学》杂志上。 蛋白质由氨基酸链组成，氨基酸链折叠成的三维形状反过来又决定了蛋白质的功能。这些折叠的
直播预告－|－蛋白质结构与功能预测及设计
直播时间：2024年8月22日（周四）19:00——21:40 直播平台：科学网APP(科学网微博直播间链接)https://weibo.com/l/wblive/p/show/1022:2321325069047447289984科学网微博科学网视频号 【直播简介】8月22日（周四）晚19:0
蛋白质库的设计和筛选—概率计算实验
此节主要分为两个子节。在 3.1 节中，我们提出与库的设计与表征相关的问题。在 3.2 节中，我们分析评价库的质量或者库的筛选结果的显著性。在前两节中，我 们给出了公式以及提供了数值范例，用示例来加以说明而没有给出详细的理论解释。完整的理论说明可以在注释（见 8.4 节）中找到。3.1 库表
蛋白质库的设计和筛选概率计算实验
蛋白质库的设计和筛选---概率计算 实验步骤 此节主要分为两个子节。在 3.1 节中，我们提出与库的设计与
中国科大设计高效蛋白质口袋生成算法
近日，中国科学技术大学认知智能全国重点实验室刘淇教授指导博士生张载熙和哈佛大学医学院Marinka Zitnik教授课题组合作，设计了一种基于图表示学习和蛋白质语言模型的深度生成算法PocketGen，生成与小分子结合的蛋白质口袋序列和空间结构。实验验证表明，PocketGen在生成成功率和效率方面
创新计算框架在蛋白质设计方面获突破
在今年诺贝尔化学奖表彰计算蛋白质设计领域的重大进展后，美国能源部阿贡国家实验室团队宣布开发出一种名为MProt-DPO的创新计算框架，该框架利用人工智能（AI）和世界顶尖的超级计算机，推动蛋白质设计取得新突破。这一成就标志着向AI自主科学发现迈出了重要一步。利用MProt-DPO框架，科学家设计了一
蛋白质设计的概述和历史记录
在合理的蛋白质设计的目标是预测氨基酸 序列，将折叠到一个特定的蛋白质结构。尽管可能的蛋白质序列数量众多，并随蛋白质链的大小呈指数增长，但其中只有一个子集可以可靠且快速地折叠为一种天然状态。蛋白质设计涉及鉴定该子集中的新序列。蛋白质的天然状态是链的构象自由能最小值。因此，蛋白质设计就是寻找具有所选结构
蛋白质库的设计和筛选概率计算实验
在设计蛋白质库进行筛选时，在能够进行筛选的物理极限内我们必须尽一切可能产生出蛋白质变体的多样性。本章的目标是将概率的语言引入蛋白质工程实验中，进而来回答一些常见的问题。本实验来源「现代蛋白质工程实验指南」〔德〕K.M.阿恩特、K.M.米勒编著。实验步骤此节主要分为两个子节。在 3.1 节中，我们提出
简述蛋白质结构在药物设计中的应用
从基因组数据到新药物的过程分为2个部分：一是选择目标蛋白，二是选择合适的药物，药物分子必需与目标蛋白质分子紧密结合、容易合成且没有毒副作用。传统的药物设计通过筛选大量的天然化合物、已知的底物或配基的类似物（anaIogs）以及生物化学研究来确定前导物（Iead compounds），较少依赖目标
蛋白质蛋白质相互作用理论预测和药物设计新法获进展
11月29日，《美国国家科学院院刊》（PNAS）在线发表了中国科学院上海药物研究所蒋华良课题组和美国莱斯大学（Rice University）José N. Onuchic 课题组合作的论文Elucidating the druggable interface of protein-protei
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
设计的蛋白质可在两种结构间切换
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/8/507185.shtm
蛋白质工程的结构、功能的设计和预测
根据对天然蛋白质结构与功能分析建立起来的数据库里的数据，可以预测一定氨基酸序列肽链空间结构和生物功能；反之也可以根据特定的生物功能，设计蛋白质的氨基酸序列和空间结构。通过基因重组等实验可以直接考察分析结构与功能之间的关系；也可以通过分子动力学、分子热力学等，根据能量最低、同一位置不能同时存在两个
科学家设计制造出跨膜蛋白质
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。图片来源于网络 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，许多药物设计将其
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
设计的蛋白质可在两种结构间切换
美国华盛顿大学研究团队受晶体管启发，设计出了可在两种不同的完整结构之间切换的蛋白质，这些蛋白质有望在智能药物递送系统、环境传感等领域大显身手。相关论文发表于最新出版的《科学》杂志。研究人员将深度学习和基于物理的算法相结合，设计出了具有两种不同完整结构的定制蛋白质，确定了其结构，并测量了其运动方式。通
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
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。
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
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
《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