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。 

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。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自然進(jìn)化產(chǎn)生。 在天然 蛋白結(jié)構(gòu)作用不可以達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)或醫(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)和序列開展設(shè)計(jì)。 

目前 ，國際性上報(bào)道的蛋白質(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)建模塊來拼接 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)過度比較敏感等不足 ，限定了設(shè)計(jì)主鏈結(jié)構(gòu)的層次性和可變性 。 

蛋白質(zhì)從頭設(shè)計(jì)中最艱難的問題是怎樣充分地探尋蛋白質(zhì)主鏈結(jié)構(gòu)空間 ，發(fā)現(xiàn)新穎的、“高可設(shè)計(jì)性”主鏈 結(jié)構(gòu) ，目前 還缺少有關(guān)的系統(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)十余年來致力發(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)建并實(shí)驗(yàn)認(rèn)證了給出主鏈結(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) 的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)信息中獲得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方式的分析動(dòng)能函數(shù) ，可以高保真音響地反映具體蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中不一樣 結(jié)構(gòu)自變量間的高維相關(guān)分析，在不確定性序列的條件下，持續(xù)、普遍地檢索主鏈結(jié)構(gòu)空間，全自動(dòng)產(chǎn)生 “高可設(shè)計(jì)性”主鏈 。

理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)證明 ，用SCUBA設(shè)計(jì)主鏈結(jié)構(gòu)，可以提升只有用天然片段來拼接產(chǎn)生新主鏈結(jié)構(gòu)的限定，顯著拓展 從頭設(shè)計(jì)蛋白的結(jié)構(gòu)多元性 ，從而設(shè)計(jì)出有別于已經(jīng)知道天然蛋白的新穎結(jié)構(gòu)。 

“SCUBA 模型 +ABACUS 模型 ”組成了可以 從頭設(shè)計(jì)具備全新升級結(jié)構(gòu)和序列的人力蛋白詳細(xì)工具鏈，是RosettaDesign以外目前唯一 經(jīng)充實(shí)驗(yàn)認(rèn)證的蛋白質(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)，他們的具體結(jié)構(gòu)與模型設(shè)計(jì)一致，在其中 5種蛋白質(zhì)具備天然蛋白質(zhì)中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)方程來敘述預(yù)定義螺旋結(jié)構(gòu)的空間，要不根據(jù)片段 拼裝的方式 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)比大自然中觀察到的更普遍的蛋白質(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)的高像素設(shè)計(jì)是一項(xiàng)關(guān)鍵造就 ，表明此方式工作中優(yōu)良”，“本分析中報(bào)道 的取得成功設(shè)計(jì)總數(shù)之多讓人印象深刻，并給予了強(qiáng)大的直接證據(jù)，證明了基本技術(shù)性是魯棒的。 所采用的根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)能項(xiàng)是新穎的，由于他們描繪了更傳統(tǒng)式 的統(tǒng)計(jì)分析方法無法企及的多維特點(diǎn) ，該方式具備充分的獨(dú)創(chuàng)性和應(yīng)用性”。

寫到最后：

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