浙大團隊利用人工智能為膜蛋白造“裝甲”

　　中新社杭州2月17日電 (曹丹)浙江大學17日發(fā)布消息稱，其科研團隊以《De novo Design of GPCR Exoframe Modulators(GPCR外骨骼蛋白的從頭設計)》為題，在《自然》期刊發(fā)表重要成果，利用人工智能設計出可精準調(diào)控G蛋白偶聯(lián)受體(下稱“GPCR”)功能的人工跨膜蛋白，為膜蛋白功能重構開辟全新路徑。

　　人體內(nèi)有800多種不同的GPCR，其是細胞信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)的核心組成部分，可視為人體的“信號接收器”，調(diào)控著感覺、情緒、心血管、代謝等關鍵生命過程。目前，全球超過30%的上市藥物以其為靶點，但傳統(tǒng)藥物設計對基因突變導致的結構性功能障礙往往療效有限。

　　浙江大學醫(yī)學院副院長張巖與計算機學院博士生導師章敏的團隊提出“外骨骼式”受體調(diào)控新思路。團隊設計的人工跨膜蛋白(下稱“GEM”)作用于GPCR跨膜框架，使其經(jīng)典意義上“七次跨膜螺旋”，擴展為九次甚至十三次，從而調(diào)控GPCR受體的信號輸出方式及其相應功能。

　　“GEM就像‘緊箍咒’，它不是受體的一部分，卻套在關鍵位置限制或引導其動作方式�！睆垘r解釋道，當受體因突變失靈或失控時，GEM可幫助其恢復正常功能，“這將為長期缺乏有效干預手段的GPCR功能障礙疾病，比如帕金森樣疾病，提供新的治療思路”。

　　張巖表示，如果沒有人工智能技術，如今的科研成果幾乎是無法實現(xiàn)的。

　　“GEM通常由60個到80個氨基酸組成，每個位置又有20種可能性，組合數(shù)量達天文數(shù)字。而人工智能幫助我們將候選分子從天文數(shù)字縮小到幾百個，使實驗篩選成為可能。”張巖說。

　　章敏介紹，基于人工智能，團隊不僅設計出了讓受體“關機”“開機”或產(chǎn)生偏向性信號的模塊，還實現(xiàn)了蛋白的可編程性，“未來或許可以像設計電路一樣，將這些模塊拼裝成生物‘邏輯門’，精準地對細胞信號進行重新編程”。(完)