大年初一，浙大发顶刊论文：用人工智能为膜蛋白造“装甲”

中国青年报客户端杭州2月17日电（查蒙 中青报·中青网记者蒋雨彤）大年初一，浙江大学以《De novo Design of GPCR Exoframe Modulators》为题，在Nature上发表了农历新年的首篇论文，展示了人工智能在膜蛋白设计与功能重构方面的实际能力，为理解和利用G蛋白偶联受体跨膜调节蛋白（GPCR Exoframe Modulator,GEM）调控潜力提供了一种新的技术路径。

团队使用VR绘制蛋白骨架。浙江大学供图

本研究的第一作者为浙江大学“医药+X”多学科交叉博士研究生程诗卓，浙江大学医学院郭嘉、周云利、罗序梅，苏州大学药学院张谷芳。通讯作者为张岩和章敏。

而这篇论文的投稿，恰好就发生在一年前的大年初一。

作为人体最大的“信号接收器”，G蛋白偶联受体（GPCR）分布在全身各大组织内，通过七条跨膜螺旋，调控着感觉、情绪、心血管、代谢等几乎所有关键的生命过程。

GEM拯救GPCR失活突变体。浙江大学供图

针对这一重要的信号枢纽，浙江大学医学院、良渚实验室张岩团队与计算机学院章敏团队开展交叉合作，提出了一种“外骨骼式”的受体调控思路。不同于传统药物主要通过占据受体正构口袋来影响功能，GEM作用于GPCR的跨膜域，直接改变受体的构象状态，从而实现对其信号输出方式的精细调节。他们还进一步将人工智能设计的GEM模块与GPCR本体进行融合，通过直接改变受体的构象状态，使经典意义上“七次跨膜螺旋”，扩展为九次甚至十三次，从而调控人工GPCR受体下游信号通路及其相应功能。

作为计算机背景、与医学学科交叉培养的博士生，程诗卓一周要分别在医学组、计算机组和交叉组开三次组会，学习医学知识、夯实计算机技能并不断和导师们头脑风暴，把神秘的生物遗传密码转化为有逻辑规律的计算机语言。令人惊喜的是，团队发现这套体系赋予蛋白设计的“可控能力”远超预期。

浙江大学团队照（从左至右：章敏、张岩、程诗卓）。浙江大学供图

浙江大学医学院副院长张岩说：“我们希望通过这种方式，为一类长期缺乏有效干预手段的GPCR功能障碍疾病，比如部分帕金森样综合征，提供新的治疗思路。”

来源：中国青年报客户端