美国华盛顿大学贝克团队利用AI成功实现了具有别构开关功能的蛋白质结构的从头设计。研究团队设计了各种各样的动态蛋白质序列，为可触发的递送系统、生物传感、细胞反馈控制电路等领域的应用提供了路线图。该创新深化了对别构调控原理的理解，为生物纳米机器的设计开辟了新途径。相关研究成果于2024年8月14日发表在《自然》期刊上。

别构调控是蛋白质功能调节的关键机制，涉及小分子与蛋白质特定位置结合，通过“长程构象耦合”引发蛋白质其他部位的结构和功能变化。传统的别构调控涉及复杂的、分布于多个氨基酸残基之间的微妙构象变化，模拟这种精密的自然现象一直是科学家面临的巨大挑战。贝克团队的研究突破了这一限制，提出一种新策略，通过将刚性结合的肽开关模块与蛋白质界面耦合设计，创造出一系列可被远程分子操控的蛋白质结构，为设计具有可控功能的新型蛋白质提供了有力工具。

研究团队进一步通过体外实验验证了这些AI设计的新型蛋白质的动力学。体积排阻色谱法（SEC）、质量光度法和电子显微镜显示，这些别构蛋白组装体在存在和不存在肽效应子的情况下都与设计模型非常相似。

信息来源：

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07813-2

https://mp.weixin.qq.com/s/9TyMUzneSHL6DidBPxvbhw