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建立新的蛋白質(zhì)從頭開始設(shè)計(jì)方法
作者:固拓多肽合成公司    發(fā)布于:2022年02月11日
摘要:最近,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授劉海燕、副教授陳泉團(tuán)隊(duì)采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)對策,明確提出一條最新的蛋白質(zhì)從頭設(shè)計(jì)路線,有關(guān)成效2月9日以“用以蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)的以主鏈為核心的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)能函數(shù)”題寫發(fā)布于《自然》(Nature)雜志。

最近 ,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授劉海燕、副教授陳泉團(tuán)隊(duì)采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)對策,明確提出一條最新蛋白質(zhì)從頭設(shè)計(jì)路線 有關(guān)成效 2月9日以“用以 蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)的以主鏈核心神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)能函數(shù) 題寫發(fā)布于《自然》(Nature)雜志。 

蛋白質(zhì)是生命作用的主要執(zhí)行者,其結(jié)構(gòu)與作用由氨基酸序列所決策 目前,可以產(chǎn)生穩(wěn)定三維結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)幾乎所有是天然蛋白質(zhì),其氨基酸序列是長期當(dāng)然

最近 ,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授劉海燕、副教授陳泉團(tuán)隊(duì)采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)對策明確提出一條最新蛋白質(zhì)從頭設(shè)計(jì)路線 ,有關(guān)成效 2月9日以“用以 蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)的以主鏈核心神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 動(dòng)能 函數(shù) 題寫發(fā)布于《自然》(Nature)雜志。蛋白質(zhì)生命作用主要執(zhí)行者,其結(jié)構(gòu)作用由氨基酸序列所決策 。 

目前可以產(chǎn)生穩(wěn)定三維結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)幾乎所有天然蛋白質(zhì),其氨基酸序列是長期自然進(jìn)化產(chǎn)生 天然 蛋白結(jié)構(gòu)作用不可以達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)醫(yī)療運(yùn)用需求時(shí),要想獲得特殊的功能蛋白,就需對其結(jié)構(gòu)序列開展設(shè)計(jì)。 

目前 ,國際性報(bào)道蛋白質(zhì)從頭設(shè)計(jì)工作中主要使用天然結(jié)構(gòu)片段做為構(gòu)建模塊拼接 產(chǎn)生人力結(jié)構(gòu) 殊不知這類方式存有設(shè)計(jì)結(jié)果單一 、對主鏈 結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)過度比較敏感不足 ,限定設(shè)計(jì)主鏈結(jié)構(gòu)層次性可變性 。 

建立新的蛋白質(zhì)從頭開始設(shè)計(jì)方法

 

蛋白質(zhì)從頭設(shè)計(jì)中最艱難的問題是怎樣充分探尋蛋白質(zhì)主鏈結(jié)構(gòu)空間 發(fā)現(xiàn)新穎的、“高可設(shè)計(jì)主鏈 結(jié)構(gòu) ,目前 缺少有關(guān)系統(tǒng)性解決方法。

中國科大有關(guān)團(tuán)隊(duì)長期深耕細(xì)作計(jì)算 結(jié)構(gòu)生物學(xué)方位 的基礎(chǔ)研究和運(yùn)用基礎(chǔ)研究。 劉海燕、陳泉團(tuán)隊(duì)十余年致力發(fā)展趨勢數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)方法,通過長期勤奮努力創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)認(rèn)證給出主鏈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)氨基酸序列的ABACUS模型,從而發(fā)展趨勢了能在氨基酸序列未確定時(shí)從頭設(shè)計(jì)全新升級主鏈結(jié)構(gòu) SCUBA模型。

SCUBA采用 一種新的統(tǒng)計(jì)分析學(xué)習(xí)方法 ,根據(jù)核密度估計(jì)(或近鄰 記數(shù) ,NC )和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)線性擬合 NN 方式 ,從初始結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信息獲得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方式分析動(dòng)能函數(shù) ,可以高保真音響反映具體蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不一樣 結(jié)構(gòu)自變量間的高維相關(guān)分析,在不確定性序列條件下,持續(xù)普遍檢索主鏈結(jié)構(gòu)空間,全自動(dòng)產(chǎn)生 “高可設(shè)計(jì)主鏈 

理論計(jì)算實(shí)驗(yàn)證明 ,用SCUBA設(shè)計(jì)主鏈結(jié)構(gòu)可以提升只有天然片段拼接產(chǎn)生主鏈結(jié)構(gòu)限定,顯著拓展 從頭設(shè)計(jì)蛋白結(jié)構(gòu)多元性 從而設(shè)計(jì)有別于已經(jīng)知道天然蛋白新穎結(jié)構(gòu)。 

SCUBA 模型 +ABACUS 模型 組成可以 從頭設(shè)計(jì)具備全新升級結(jié)構(gòu)序列人力蛋白詳細(xì)工具鏈,是RosettaDesign以外目前唯一 經(jīng)實(shí)驗(yàn)認(rèn)證蛋白質(zhì)從頭設(shè)計(jì)方法,并與之互為補(bǔ)充。 在該科學(xué)研究中,團(tuán)隊(duì)展示 了9種從頭 設(shè)計(jì) 的蛋白質(zhì)分子的高分辨分子結(jié)構(gòu),他們具體結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)一致在其中 5種蛋白質(zhì)具備天然蛋白質(zhì)并未觀察到的新式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

Nature審稿人覺得,“與現(xiàn)有方式不一樣 ,現(xiàn)有方式要不使用參數(shù)方程敘述預(yù)定螺旋結(jié)構(gòu)空間,要不根據(jù)片段 拼裝方式 取決于已經(jīng)知道蛋白質(zhì)片段 。 

SCUBA 方式原則上允許大家探尋隨意主鏈結(jié)構(gòu),隨后填充序列 允許大家設(shè)計(jì)大自然觀察到的更普遍蛋白質(zhì)幾何圖形結(jié)構(gòu) ”,“蛋白質(zhì)從頭設(shè)計(jì)依然具備趣味性,本工作上六種不一樣 蛋白質(zhì)高像素設(shè)計(jì)一項(xiàng)關(guān)鍵造就 ,表明此方式工作中優(yōu)良”,“本分析報(bào)道 取得成功設(shè)計(jì)總數(shù)之多讓人印象深刻,并給予強(qiáng)大直接證據(jù),證明基本技術(shù)性魯棒的。 采用根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)能項(xiàng)是新穎的,由于他們描繪了更傳統(tǒng)式 統(tǒng)計(jì)分析方法無法企及的多維特點(diǎn) ,該方式具備充分獨(dú)創(chuàng)性應(yīng)用性”。


寫到最后

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