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韓國科學技術院生物科學系聯(lián)合美國華盛頓大學西雅圖分校蛋白質(zhì)設計研究所，依托人工智能（AI）技術，實現(xiàn)了蛋白質(zhì)的“從頭設計”，創(chuàng)建出可特異性識別目標化合物的人造蛋白質(zhì)。相關成果刊載于新一期《自然·通訊》雜志。

從頭開始設計出能識別其他化合物的新蛋白質(zhì)，一直是蛋白質(zhì)設計領域的重大挑戰(zhàn)，因為它需要在原子水平上進行精確計算和建模。為攻克這一難題，聯(lián)合團隊構建出能深度模擬“蛋白-配體”相互作用的AI模型。

以此為核心，團隊“量體裁衣”，為代謝物與小分子藥物等6類化合物設計出專屬結(jié)合蛋白，并經(jīng)實驗確證其功能。此外，他們以新型皮質(zhì)醇結(jié)合蛋白為基底，構筑化學誘導二聚化系統(tǒng)，開發(fā)出高靈敏度的皮質(zhì)醇生物傳感器。值得一提的是，該人工蛋白能精準“鎖定”應激激素皮質(zhì)醇，并以此為樞紐轉(zhuǎn)化為生物傳感器件。此舉標志著蛋白質(zhì)設計已從理論分子藍圖，穩(wěn)步跨越至可量化、可應用的傳感技術，一舉攻克了小分子精準識別的長期難題。

團隊表示，有別于傳統(tǒng)依賴天然蛋白篩選或局部改造的路徑，最新研究結(jié)合AI計算與實驗驗證，實現(xiàn)蛋白質(zhì)功能的“按需定制”，具有重要意義。此項突破將在疾病診斷、新藥研發(fā)與環(huán)境監(jiān)測等領域大顯身手。未來，該技術有望實現(xiàn)血液生物標志物的痕量檢測，助力疾病早篩；也可通過定向設計靶向分子識別蛋白，為精準醫(yī)療開辟新徑。同時，定制化生物傳感器將走出實驗室，賦能環(huán)境治理，如實時追蹤空氣與水質(zhì)中的微量污染物等，守護生態(tài)健康。