通过功能优先人工智能引导的工程重塑蛋白质设计

马萨诸塞州的GenerateBiomedicines公司在蛋白质设计方面迈出了重要一步，它开发了一种人工智能，可以生成可行的蛋白质结构并预测所生成蛋白质的潜在功能。

在《自然》杂志上发表的一篇题​​为“用可编程生成模型照亮蛋白质空间”的论文中，该团队介绍了Chroma，一种多功能人工智能，能够产生具有特定特性的多种蛋白质。

蛋白质是构成所有生物的氨基酸化合物，这些蛋白质执行着使生命成为可能的大部分功能。几乎所有的药物都以体内的蛋白质为目标，并且许多药物本身就是蛋白质或使用蛋白质制造。

由于蛋白质是人类健康和疾病药物反应的核心，能够创造出具有特定特性的新型蛋白质可以解锁一系列新的药物靶点。通过对蛋白质进行更灵活的控制，现有药物可以变得更安全，目前无法治疗的疾病可以获得以前无法使用药物的靶标。

Chroma的独特性在于其可编程性，允许用户指定各种属性，从残基间距离到通过分类器的语义规范。

该团队进行了实验验证测试，以挑战Chroma在生成表达良好、表现出稳定折叠和结构符合预期设计的蛋白质设计方面的有效性。

根据最保守的评估，Chroma在成功表征和纯化蛋白质方面表现出约3%的成功率。Chroma展示了其在生成具有不同结构和特性的蛋白质、处理复杂形状和展示高效设计方面的熟练程度，凸显了其在定制蛋白质工程方面的潜力。

许多无法治疗的疾病是无法药物治疗的，这意味着体内可以激活或失活以对抗疾病的蛋白质靶标过于复杂或具有挑战性，无法使用现有的药物蛋白质进行结合。

通过对这些靶点作为生成蛋白质组装的起点进行结合所需的特性进行反向工程，研究人员可以发现数千种疾病的治疗方法。目前正在努力生成可行的蛋白质结构阵列，然后寻找潜在的目标匹配。

Chroma的能力可以将焦点从生成可行的蛋白质结构转移到强调蛋白质的预期功能并迫使结构形成遵循预期功能。