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蛋白质从头设计引擎ProteinForge深度:AI用氨基酸序列编写全新的生命分子

ProteinForge利用深度学习从零设计自然界不存在的蛋白质,成功率从此前的5%提升至40%,新设计的酶在工业催化效率上超越天然酶3-10倍。

从理解蛋白质到创造蛋白质

AlphaFold解决了蛋白质结构预测问题,但这只是理解生命的上半场。下半场——从零设计自然界不存在的蛋白质——正在被一家名为ProteinDesign的创业公司推进到全新的阶段。2029年1月,该公司发布了ProteinForge蛋白质从头设计引擎,将设计成功率从此前的5%提升至40%。

ProteinForge的核心是一个在10亿个已知蛋白质结构和功能数据上训练的生成式AI模型。与此前的蛋白质设计工具不同,ProteinForge不是从目标结构反推序列,而是直接从功能需求出发生成序列。用户输入所需的功能描述(如「在60度高温下催化酯化反应」),ProteinForge会生成数十个候选序列,并预测每个序列的折叠结构、稳定性和功能强度。

在实验室验证中,ProteinForge设计的100个酶候选中有41个成功表达并展现出预期功能。其中一种用于塑料降解的酶,在60度条件下的催化效率是天然PETase酶的8倍。另一种用于生物燃料生产的纤维素酶,将秸秆转化为可发酵糖的效率提高了3倍。

ProteinDesign已与诺华和巴斯夫达成合作,将ProteinForge应用于新药靶点发现和工业酶开发。公司的估值在最新一轮融资中达到12亿美元。