AI设计耐150°C和纳牛顿力的超稳蛋白质
AI设计的蛋白质能耐受150°C和纳牛顿力。
蛋白质通常是脆弱的机器。加热、拉伸或经过高温灭菌步骤（如医院中使用），大多数蛋白质会解折叠并聚集，失去功能。然而，许多天然系统——如肌肉肌联蛋白（titin）或蜘蛛丝——提示，如果以正确方式组织β-折叠氢键，可以获得显著的机械强度和热稳定性。
Bin Zheng 及其合作者将这一想法推向极致。从肌联蛋白 I27 结构域出发，他们使用 AI+MD 管线——RFdiffusion 用于主链生成，ProteinMPNN 用于序列设计，ESMFold/AlphaFold2 用于结构预测，以及定向/退火 MD 用于筛选——系统地延长受力 β 链，并在剪切几何构型中最大化主链氢键。
经过多轮设计，他们将氢键网络从 4 个扩展到 33 个主链氢键，创建了一系列“SuperMyo”蛋白质，其解折叠力超过 1000 pN——在相同拉伸条件下约为 I27 的 4 倍。值得注意的是，这些蛋白质不仅在受力后重新折叠，而且在暴露于 150 °C 和反复高温灭菌循环后仍能保持结构和功能，并且可作为交联剂制造在这些处理下保持完整的水凝胶。
信息很明确：通过将生成式蛋白质设计与基于物理的模拟相结合，现在有可能将简单的原则——在 β 折叠中尽可能多地填充剪切模式氢键——转化为合成蛋白质和材料，其性能达到或超越天然机械稳定系统，从而能够在通常会破坏传统蛋白质的条件下保持功能的蛋白质基水凝胶和生物材料。
论文：https://t.co/PMwfQpylqb
蛋白质通常是脆弱的机器。加热、拉伸或经过高温灭菌步骤（如医院中使用），大多数蛋白质会解折叠并聚集，失去功能。然而，许多天然系统——如肌肉肌联蛋白（titin）或蜘蛛丝——提示，如果以正确方式组织β-折叠氢键，可以获得显著的机械强度和热稳定性。
Bin Zheng 及其合作者将这一想法推向极致。从肌联蛋白 I27 结构域出发，他们使用 AI+MD 管线——RFdiffusion 用于主链生成，ProteinMPNN 用于序列设计，ESMFold/AlphaFold2 用于结构预测，以及定向/退火 MD 用于筛选——系统地延长受力 β 链，并在剪切几何构型中最大化主链氢键。
经过多轮设计，他们将氢键网络从 4 个扩展到 33 个主链氢键，创建了一系列“SuperMyo”蛋白质，其解折叠力超过 1000 pN——在相同拉伸条件下约为 I27 的 4 倍。值得注意的是，这些蛋白质不仅在受力后重新折叠，而且在暴露于 150 °C 和反复高温灭菌循环后仍能保持结构和功能，并且可作为交联剂制造在这些处理下保持完整的水凝胶。
信息很明确：通过将生成式蛋白质设计与基于物理的模拟相结合，现在有可能将简单的原则——在 β 折叠中尽可能多地填充剪切模式氢键——转化为合成蛋白质和材料，其性能达到或超越天然机械稳定系统，从而能够在通常会破坏传统蛋白质的条件下保持功能的蛋白质基水凝胶和生物材料。
论文：https://t.co/PMwfQpylqb