AI设计可切割其他蛋白质的蛋白酶

关键信息

肽键本身极其稳定，但蛋白酶能够借助专门的催化结构加速其断裂。这些酶是围绕催化核心设计的，因此其性能、靶标范围以及在活体中的实用性仍是重要考量。

资讯摘要

蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的长链。肽键单独存在时非常稳定，估计半衰期可达数百年，但自然界中的蛋白质通常不会保存这么久，因为生物体会利用蛋白酶催化其分解。经过长期进化，这种化学能力形成了许多专门消化蛋白质的酶。研究人员利用基于AI的蛋白质设计工具，基本上绕过了这一自然多样化过程。

他们保留了两类蛋白酶的催化核心，同时替换了蛋白质的其余部分。由此产生的酶可以进行调节，使其切割选定的目标蛋白质。研究团队用与神经系统疾病相关的蛋白质进行了验证，显示出为生物医学应用定制性破坏蛋白质的可能性。

资讯正文

蛋白质是由氨基酸链组成的，这些氨基酸通过所谓的肽键连接在一起。肽键本身极其稳定，估计半衰期可达数百年。但在地球环境中，大多数蛋白质远没有那么长的寿命。这是因为生物体已经进化出多种催化肽键断裂的方式，并逐渐形成了无数种专门消化蛋白质的酶。蛋白酶无处不在，通常能迅速分解任何进入环境中的蛋白质。

如今，研究人员基本上绕过了这一多样化过程：他们利用基于 AI 的蛋白质设计工具，保留两类蛋白酶的催化核心，同时替换掉蛋白质的其余全部部分。由此产生的酶可以经过调控，专门将特定蛋白质从中间切断。研究人员还利用这些酶切割与神经系统疾病相关的蛋白质，展示了它们的有效性。

切割蛋白质

基本的肽键并没有什么特别之处——它是在将一个氨基基团与一个酸基团连接起来时形成的，同时会释放出一个水分子。正如名称所示，氨基酸同时具有氨基和酸基，因此能够在氨基酸的两侧形成肽键。这对于构建蛋白质中的长链至关重要。（氨基酸还具有化学性质各异的侧链，从而赋予主链特定的性质。）

来源与参考

1. 原始链接
2. Researchers use AI to design proteins that cut up other proteins