(原标题:浙大团队打造蛋白“外骨骼” 为退行性疾病提供治疗新方案)
日前,浙江大学医学院与计算机学院团队在国际权威期刊《自然》上发表了最新成果。团队设计了一条全新的技术路线,通过给蛋白严丝合缝地装上一种特殊的“外骨骼”——人工跨膜蛋白,来替代人体中受损的“信号接收器”,从而恢复对蛋白功能的有效调控。这一突破有望为帕金森、阿尔茨海默病等退行性疾病的治疗提供新方案。
这个成果,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GPCR的调控潜力提供了一种新的技术路径。
什么是G蛋白偶联受体(GPCR)?它作为人体最大的“信号接收器”,GPCR分布在全身各大组织内,通过七次跨膜螺旋,调控着感觉、情绪、心血管、代谢等几乎所有关键的生命过程。
在临床上,已知上百种由基因突变导致的疾病,会导致GPCR这一“信号接收器”的零件发生卡滞或错位。对患者而言,这类结构性功能障碍往往意味着长期而顽固的症状负担。
浙江大学医学院、良渚实验室教授张岩指出:“人体内存在着800多种不同的GPCR,但目前被证实能够直接参与GPCR功能调控的跨膜蛋白,只有三到四种。”这一对比让团队意识到,GPCR广阔的跨膜区域中,仍存在着大片尚未被系统探索的空间。
团队成员使用VR绘制蛋白骨架
“当这些外骨骼蛋白质和失活的受体组合到一起的时候,我们在实验室里面已经看到了它,它可以产生信号,它是可以有潜力去治疗这些疾病的。 ”张岩表示。
然而,要设计出自然界中不存在、又具有特定功能的人工“外骨骼”蛋白难度不小。团队最终借助 AI 扩散模型,攻克了蛋白精准设计的核心难题。
“人工智能帮助我们将候选分子从天文数字缩小到几百个,使实验筛选成为可能。”张岩说。
浙江大学“医药 + X”多学科交叉博士研究生程诗卓介绍:“现在人工智能可以帮助我们一天之内,完成一个 G 蛋白偶联受体的‘外骨骼’蛋白设计,以前需要一周到一个月,才能得到成功的设计。”
眼下,团队还在不断完善AI模型,拓展“外骨骼”蛋白的编辑能力,并推动这项研究向临床转化。
终审:王 川
责编:徐雯婷
编辑:郭欢
