蛋白質(zhì)是生命的基礎(chǔ) 并且在所有生物過程中都起著關(guān)鍵作用
蛋白質(zhì)是生命的基礎(chǔ),并且在所有生物過程中都起著關(guān)鍵作用。因此,了解它們?nèi)绾闻c環(huán)境相互作用對于開發(fā)有效的治療方法和設(shè)計人造細胞的基礎(chǔ)至關(guān)重要。
EPFL工程學(xué)院生物工程研究所的蛋白質(zhì)設(shè)計和免疫工程實驗室(LPDI)的研究人員與USI-Lugano,帝國理工學(xué)院以及Twitter的圖學(xué)習(xí)研究部門的合作者一起開發(fā)了突破性的機器學(xué)習(xí)驅(qū)動型預(yù)測這些相互作用并僅根據(jù)表面外觀描述蛋白質(zhì)生化活性的技術(shù)。除了加深我們對蛋白質(zhì)功能的認識外,這種稱為MaSIF的方法還可以支持為明天的人造細胞開發(fā)基于蛋白質(zhì)的成分。研究小組在《自然方法》雜志上發(fā)表了研究結(jié)果。
數(shù)據(jù)驅(qū)動的研究
研究人員獲取了大量蛋白質(zhì)表面數(shù)據(jù),并將其化學(xué)和幾何性質(zhì)輸入到機器學(xué)習(xí)算法中,對其進行訓(xùn)練,以使這些性質(zhì)與特定的行為模式和生化活性相匹配。然后,他們使用剩余的數(shù)據(jù)來測試算法。研究的第一作者Pablo Gainza說:“通過掃描蛋白質(zhì)的表面,我們的方法可以定義指紋,然后可以在蛋白質(zhì)之間進行比較。”
科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出一種新方法,僅通過觀察其表面即可預(yù)測其與其他蛋白質(zhì)和生物分子的相互作用以及其生化活性。信用:勞拉·佩薩特/ 2019年EPFL
研究小組發(fā)現(xiàn),執(zhí)行相似相互作用的蛋白質(zhì)具有共同的“指紋”。
LPDI主管Bruno Correia說:“該算法每秒可以分析數(shù)十億個蛋白質(zhì)表面。” “我們的研究對人工蛋白質(zhì)設(shè)計具有重要意義,它使我們能夠僅通過改變蛋白質(zhì)的表面化學(xué)和幾何性質(zhì)來使其具有某種行為。”
該方法以開源格式發(fā)布,也可以用于分析其他類型分子的表面結(jié)構(gòu)。
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