AI可據(jù)蛋白結(jié)構(gòu)快速設(shè)計(jì)藥物分子
科技日報訊 （記者張夢然）瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院化學(xué)家開發(fā)出一種新的人工智能（AI）算法程序，可根據(jù)蛋白質(zhì)的三維表面快速、輕松地設(shè)計(jì)活性藥物成分。最新一期《自然·通訊》雜志刊發(fā)的這一成果，可能徹底改變藥物研發(fā)方式。
這種方法建立的基礎(chǔ)，是化學(xué)家數(shù)十年來闡明的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)，以及使用計(jì)算機(jī)尋找合適的潛在藥物分子的成果。對于任何已知三維形狀的蛋白質(zhì)，該算法會根據(jù)“鎖與鑰匙”原理，生成提高或抑制蛋白質(zhì)活性的潛在藥物分子藍(lán)圖，然后化學(xué)家可在實(shí)驗(yàn)室合成和測試這些分子。
新算法無需人工干預(yù)，生成式AI就能從頭開始設(shè)計(jì)與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)相匹配的藥物分子。
此外，該算法僅建議在所需位置與特定蛋白質(zhì)相互作用的分子，而幾乎不與任何其他蛋白質(zhì)相互作用。這意味著在設(shè)計(jì)藥物分子時，它的副作用會盡可能小。為了創(chuàng)建該算法，研究人員利用化學(xué)分子與相應(yīng)三維蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)之間數(shù)十萬種已知相互作用的信息來訓(xùn)練AI模型。
研究團(tuán)隊(duì)與羅氏制藥公司一起測試了新算法并展示了AI的能力。他們尋找與過氧化物酶體增殖物激活受體（PPAR）類蛋白質(zhì)相互作用的分子，PPAR類蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)體內(nèi)糖和脂肪酸代謝。目前使用的幾種糖尿病藥物會增加PPAR活性，導(dǎo)致細(xì)胞從血液中吸收更多的糖，從而降低血糖水平。
無需經(jīng)過漫長的發(fā)現(xiàn)過程，AI就能立即設(shè)計(jì)出新分子，這些分子也能增加PPAR活性，就像目前可用的藥物一樣。研究團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)出這些分子后，羅氏制藥公司負(fù)責(zé)對它們進(jìn)行測試。結(jié)果表明新分子從一開始就十分穩(wěn)定且無毒。
