Наилучшие образцы продемонстрировали значительную активность без дальнейших доработок в лаборатории
22 августа 2026, 08:32Искусственный интеллектDarth Sahara0
Исследователи из Вашингтонского университета, Института физики белков и ETH Zurich применили RFdiffusion2 для разработки активных цинк-зависимых металлогидролаз — ферментов, где ион цинка способствует разрушению химических связей в активном центре.
В отличие от методик, которые начинают с поиска подходящего белкового каркаса, ученые задали системе геометрию необходимого активного центра, рассчитанную с помощью методов квантовой химии. На основе этой информации RFdiffusion2 генерировал белковые каркасы, способные создать требуемую структуру активного центра, причем исследователям не нужно было заранее указывать местоположение каждого каталитического остатка и координаты белкового остова. Затем кандидаты были отобраны с использованием вычислительных методов, синтезированы и экспериментально проверены.
В первой серии из 96 образцов наиболее активный фермент ZETA_1 продемонстрировал каталитическую эффективность 16 000 М-1·с-1. Во второй серии из дополнительных 96 конструкций три фермента показали еще более высокую активность — до 53 000 М-1·с-1. Для одного из образцов была зафиксирована скорость до 1,5 реакции в секунду. Структурный анализ ведущего образца продемонстрировал значительное соответствие между экспериментальной кристаллической структурой белка и рассчитанной моделью.
Ключевым результатом стало именно экспериментальное подтверждение каталитической активности: созданные белки не только соответствовали компьютерным моделям, но и действительно ускоряли выбранные химические реакции. При этом разработанные ферменты не проходили направленную эволюцию — серию последовательных мутаций и отборов, которые обычно используются для повышения активности искусственно спроектированных белков.
Авторы отмечают, что речь пока не идет о готовых лекарственных препаратах или промышленных ферментах. Активность измерялась для определенных субстратов и в специфических условиях, поэтому для практического применения потребуется дополнительно проверить стабильность, специфичность, технологичность производства и функционирование белков в реальных системах.
Результат демонстрирует иной подход: квантово-химическое описание активного центра может служить исходной точкой для генеративного проектирования белка, после чего можно сразу переходить к лабораторной проверке полученных конструкций.
Источники:letsdatascienceИскусственный интеллект0Искусственный интеллектбиоинженерияКвантовая химияДизайн белков31 минуту назад
Источник