IT之家 3 月 22 日消息，作為生物體的基本組成部分，蛋白質(zhì)廣泛存在于人們生產(chǎn)生活中。
上海交通大學(xué)特聘教授洪亮團(tuán)隊(duì)今日發(fā)布了蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)大模型 Venus，能完成蛋白質(zhì)從序列到功能的預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了從“大海撈針”到精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，讓蛋白質(zhì)實(shí)現(xiàn)功能的“定向進(jìn)化”。
據(jù)介紹，Venus 設(shè)計(jì)的多款蛋白質(zhì)已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，例如活性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、產(chǎn)物純的 PET 降解酶，用于超敏檢測(cè)診斷的高活性堿性磷酸酶等。
洪亮團(tuán)隊(duì)將 AI 與蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)與改造相結(jié)合，建立了全球最大的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)集，基于該數(shù)據(jù)集訓(xùn)練的模型，可以精準(zhǔn)、高效地預(yù)測(cè)、設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的功能，把蛋白質(zhì)生產(chǎn)由“緩慢地試錯(cuò)”變?yōu)椤案咝实木珳?zhǔn)設(shè)計(jì)”。
洪亮表示，“數(shù)據(jù)是大模型的基礎(chǔ)，我們建立了包含數(shù)十億條蛋白質(zhì)序列的數(shù)據(jù)集，覆蓋從常規(guī)地表生物到極端環(huán)境微生物的蛋白質(zhì)序列信息，其中數(shù)億條蛋白質(zhì)序列具有功能標(biāo)簽?！?/p>
洪亮團(tuán)隊(duì)借助該模型結(jié)合少量濕實(shí)驗(yàn)閉環(huán)迭代驗(yàn)證，成功為國(guó)內(nèi)生長(zhǎng)激素龍頭金賽藥業(yè)實(shí)現(xiàn)單域抗體耐堿性改造，只用不到一年的時(shí)間就將普通單域抗體耐堿性提升 4 倍，每年為金賽藥業(yè)節(jié)約上千萬(wàn)元成本。該成果已實(shí)現(xiàn)多個(gè)批次 5000 升放大生產(chǎn)，成為全球首款由大模型設(shè)計(jì)并規(guī)?；a(chǎn)的蛋白質(zhì)產(chǎn)品。
另一項(xiàng) Venus 系列模型的創(chuàng)新應(yīng)用則是對(duì)某體外診斷頭部公司堿性磷酸酶（ALP）的改造項(xiàng)目。ALP 因高穩(wěn)定性和靈敏度被廣泛用作標(biāo)記酶，其活性越高，檢測(cè)靈敏度越高，從而能夠檢測(cè)到極低的生物標(biāo)志物，但提升 ALP 的活性一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。Venus 系列模型成功優(yōu)化 ALP，使其分子活性超國(guó)際頭部公司產(chǎn)品 3 倍，為超敏檢測(cè)診斷（如心肌梗塞、阿爾茲海默癥）帶來(lái)巨大價(jià)值。目前，改造后的 ALP 已進(jìn)入 200L 規(guī)模放大生產(chǎn)階段，標(biāo)志著 Venus 系列模型成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。
IT之家注意到，洪亮團(tuán)隊(duì)近期還發(fā)布了 VenusMutHub—— 迄今為止首個(gè)針對(duì)真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景蛋白質(zhì)突變小樣本數(shù)據(jù)集，并就此提出蛋白質(zhì)功能零樣本預(yù)測(cè)評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)研究已經(jīng)發(fā)表在 Acta Pharmaceutica Sinica B 期刊上。
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