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大自然做不到，但人工智能做到了：神经网络创造了一种进化永远无法达到的酶
该算法重写了肉毒杆菌毒素酶 - 它学会了对抗神经退行性疾病。
来源:安全实验室新闻频道大自然做不到，但人工智能做到了：神经网络创造了一种进化永远无法达到的酶
该算法重写了肉毒杆菌毒素酶 - 它学会了对抗神经退行性疾病。
酶几乎完成体内所有的化学工作。有些帮助细胞获取能量，有些帮助细胞复制和修复DNA，有些则分解毒素或传递信号。生物学家长期以来一直试图使蛋白质分子适应新任务，从基因编辑到治疗疾病。然而，改变酶比看起来要困难得多。氨基酸链中的多次取代会破坏蛋白质的形状并完全丧失其活性。
通常，科学家会采用至少与所需工具相似的天然酶，并启动定向进化。将随机突变引入蛋白质中，然后检查产生的变体并保留最成功的变体。最好的分子被送到下一个循环。经过多次重复后，酶可以开始更快地进行反应，识别新的靶标，或更准确地作用于蛋白质的特定区域。
这项工作需要时间和资源，成功很大程度上取决于起始分子。天然酶适应生物体进化过程中出现的任务。他们通常没有安全裕度来进行彻底的实验室改造。有益的突变逐渐积累，但随之而来的是蛋白质失去稳定性，折叠更糟，并在某个时候停止工作。
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选择 ProteinMPNN 模型来重排酶。该算法接收蛋白质的三维形状并选择可以呈现相同构型的氨基酸序列。该模型保留了分子的整体结构，但替换了单个氨基酸，以便蛋白质更好地折叠并保持稳定更长时间。