Science 2024 突破性进展！设计高亲和力小分子结合蛋白用于传感应用 David Baker

原创 Bob 合成生物学进展2024年07月23日 00:12 北京

在生物分子设计领域，如何精确地结合和感知小分子一直是一大挑战。近日，华盛顿大学蛋白质设计研究所的David Baker团队在《Science》上发表了一项重要研究成果，他们开发了一种新方法，能够设计出高亲和力的小分子结合蛋白，并将其应用于传感技术。这一突破为未来的生物传感和药物设计提供了新的可能性。

小分子结合蛋白的设计挑战

小分子结合蛋白的设计比传统的蛋白质结合蛋白更具挑战性，因为它们需要与较少的原子进行相互作用，从而实现高亲和力。特别是对于极性且柔性的化合物，如甲氨蝶呤（MTX）和甲状腺素（T4），设计难度更大。这些分子在未结合状态下会与水分子形成氢键，而在结合蛋白时，需要通过蛋白质的氢键来替代这些相互作用。

创新设计策略：

实验验证与突破：

通过酵母表面展示技术和X射线晶体学，研究人员验证了设计的精确性。晶体结构图像显示了设计与计算模型的高度一致性，证明了方法的准确性。

应用前景：这项技术不仅能够设计出用于诊断的高亲和力结合蛋白，还能将这些结合蛋白转化为配体门控通道和化学诱导二聚体（CID）系统，为生物传感器和药物设计提供了新的可能性。

研究意义：这项研究推动了蛋白质设计领域的发展，为生物传感器、药物递送系统和合成生物学等领域提供了新的工具。预计这些结合蛋白将在医疗诊断、环境监测和生物技术等多个领域发挥重要作用。

结语：华盛顿大学团队的这项研究，不仅展示了深度学习在蛋白质设计中的应用潜力，更为未来的生物技术发展打开了新的大门。

原文链接： https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn3780

致谢：感谢所有参与这项研究的科学家和资助机构，包括华盛顿大学蛋白质设计研究所、霍华德休斯医学研究所等。