“阿爾法折疊3”來了

科技日報北京5月8日電 (記者 張夢然)《自然》8日報道了結構生物學最新進展——阿爾法折疊3的問世。它能以高準確率預測蛋白質與其他生物分子相互作用的結構。這種用電腦解析蛋白質與其他分子複雜相互作用的能力,將拓展人們對生物過程的理解,並有望推動藥物研發。

阿爾法折疊于2020年問世,它和迭代版阿爾法折疊2能根據蛋白質的氨基酸序列預測其3D結構。之後的阿爾法折疊—多聚體則推動了對蛋白質—蛋白質複合物的預測。不過,擴大單一深度學習模型能預測的複合物範圍一直很難,因為不同類型的特異性相互作用差異太大。

此次最新模型由谷歌深度思維以及同是谷歌旗下的人工智慧藥物公司Isomorphic Labs研發。由於阿爾法折疊2模型的深度學習架構和訓練系統得到大幅提升,研發團隊如今可以對一個統一框架內大量生物分子系統的結構進行更準確預測。阿爾法折疊3能預測蛋白質與其他蛋白質、核酸、小分子、離子、修飾蛋白質殘基的複合物,以及抗體—抗原相互作用。預測準確性顯著超過當前預測工具,包括阿爾法折疊—多聚體。

研發團隊認識到這一新方法還存在一些局限性,比如約4.4%的結構會出現不正確的手性(一種對稱特性),或是幻覺導致“飄帶”(一種常見的蛋白質二級結構元素)的出現減少。他們補充道,準確率進一步提升需要生成一個很大的預測集並對預測結構進行排序,而這會産生額外的計算成本。