AI 重设计蛋白酶催化核心：替换非关键结构实现精准切割神经疾病蛋白

出处作者 / 发布主体：John Timmer原标题：Researchers use AI to design proteins that cut up other proteins

78AI 研判分

核心综述

研究人员利用 AI 蛋白质设计工具，提取两类蛋白酶的核心催化模块并替换其余全部结构，成功构建出可定制的新型酶。这些 AI 设计的蛋白酶能够特异性地将目标蛋白质一分为二，并在实验中有效切断了与神经系统疾病相关的特定蛋白，展示了从自然进化筛选转向计算生成设计的范式突破。

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蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的链状结构。这些肽键本身极其稳定，据估计其半衰期长达数百年。然而，在地球环境中，大多数蛋白质的寿命远不及此。这是因为生物体进化出了多种催化肽键断裂的方法，并由此分化出无数种专门用于消化蛋白质的酶。蛋白酶无处不在，通常能迅速分解进入环境中的任何蛋白质。

如今，研究人员基本上绕过了这一自然分化过程，利用基于 AI 的蛋白质设计工具，提取两种蛋白酶类型的催化核心，并替换掉蛋白质的其余全部部分。所得到的酶可以被调节以将特定蛋白质切割成两半，研究人员通过用它们切割与神经系统疾病相关的蛋白质，证明了其有效性。

基本的肽键看起来并不特别引人注目——它是氨基与酸基团连接时释放一个水分子所形成的产物。顾名思义，氨基酸同时具有氨基和酸基团，这使得它们能够在氨基酸的两侧形成肽键。这对于构建蛋白质中发现的长链至关重要。（氨基酸还具有化学性质独特的侧链，这赋予了主链特定的属性。）