单个酶分子,就能连续切割成百上千个致病蛋白
截至2025年,中国近1700万人正遭受阿尔茨海默症的折磨。平均每83人中,就有1人被困在记忆的迷雾里,逐渐忘记自己、忘记家人。
这场疾病的根源之一,是大脑中一种叫做淀粉样蛋白β(Aβ)的蛋白质发生了异常聚集。它们像垃圾一样越堆越多,堵塞了神经信号的传递,最终让大脑功能一步步崩溃。
面对这些“蛋白垃圾”,主流抗体疗法的逻辑是:在垃圾上贴一张“标签”,等着人体细胞来清理。可一旦垃圾太多、细胞处理不过来,这套系统就彻底失灵了。
怎么办?
西湖大学曹龙兴团队换了一个思路——既然运不走,那就直接销毁。
2026年7月,这支团队在国际期刊《Vita》上发表了一项重磅研究。他们利用自主开发的AI蛋白质生成模型ProteusFlow,成功从头设计出了一种能够精准切割Aβ致病蛋白的金属蛋白酶。
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这相当于在大脑里建了一个“微型垃圾处理站”——而且是专门针对阿尔茨海默病致病蛋白的。
为什么是蛋白酶?
蛋白酶是生命体内负责“剪断”蛋白质的生物剪刀。它的厉害之处在于“催化周转”能力——单个酶分子就能连续切割成百上千个目标蛋白。
换句话说,一点点药就能干很多活,效率远超传统抗体。
但想把蛋白酶变成治病工具,此前几乎没人做到。原因有两个:
第一,抓不住。Aβ蛋白没有固定形状,时刻在变形。传统方法设计的“抓手”根本锁不牢它。
第二,剪不断。蛋白质内部的化学键极其顽固——自然状态下水解需要400到600年。想剪断它,必须在极短时间内、以原子级的精度精准下手。
这两个难题,让蛋白酶设计成了一块长期无人能啃的“硬骨头”。
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AI如何破局?
曹龙兴团队决定“不抄作业”——他们开发的ProteusFlow模型,不参考任何天然蛋白模板,而是直接根据致病蛋白的序列,从零生成一个全新的“处理站”骨架。
但一开始并不顺利。团队尝试“一步到位”生成完整结构,结果设计出的酶根本抓不住目标。
于是他们换了个思路:分两步走
第一步,先搭一个稳固的“底座”;第二步,再顺势生成另一半结构,像精密的夹钳一样“咔哒”合拢。
这样一来,原本滑不溜手的致病蛋白被牢牢锁定。模型在设计时同时接收两类指令:一类是切割所需的催化核心,另一类是目标Aβ片段的序列信息。最终生成的蛋白酶,不仅能抓住Aβ,还能精准识别并切断特定位置的肽键。
实验验证:真的能剪碎!
研究团队在Aβ蛋白的三个不同位点设计了对应的金属蛋白酶。实验筛选出了5种具有活性的候选酶。
随后,他们拿与阿尔茨海默病最密切相关的Aβ42蛋白进行测试——结果绝大多数设计蛋白酶都能成功切割。冷冻电镜解析的结构显示,设计模型与实际结构高度吻合。
这意味着什么?
这项研究的突破不在于“又发现了一个新药靶点”,而在于方法论层面的飞跃。
它证明了:人工智能可以打破天然酶的底物偏好性限制,实现“可编程”的定制化蛋白酶设计。
说得通俗一点:过去我们只能从自然界现成的蛋白酶里“挑挑拣拣”,看哪个能凑合用;现在,我们可以针对任意一个致病蛋白,让AI从零设计一把专门剪它的分子剪刀。
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这不仅为阿尔茨海默症的治疗打开了新的大门,更为所有由异常蛋白聚集引发的疾病——比如帕金森病、亨廷顿舞蹈症等——提供了一种全新的“解题思路”。
从“贴标签等清理”到“主动出击直接销毁”——这场大脑里的垃圾处理战,AI正在改写规则。
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