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欧洲杯买球网站:射线晶体学和核磁共振计算出已知的蛋白质结构

时间:2021/12/3 16:53:44   作者:   来源:   阅读:19   评论:0
内容摘要:tein折叠问题”。这是生物学领域的一大挑战,困扰了几代科学家。但现在,人工智能(AI)已经解决了这个问题。据《自然》1日发表的一篇论文称,由华盛顿大学、伦斯勒理工学院和哈佛大学的研究人员组成的研究团队描述了一种升级的alpha折叠系统,该系统由DeepMind开发,该公司开发并“构想”出一种结构稳定的新蛋白质。研究人...
tein折叠问题”。这是生物学领域的一大挑战,困扰了几代科学家。但现在,人工智能(AI)已经解决了这个问题。据《自然》1日发表的一篇论文称,由华盛顿大学、伦斯勒理工学院和哈佛大学的研究人员组成的研究团队描述了一种升级的 alpha 折叠系统,该系统由 DeepMind 开发,该公司开发并“构想”出一种结构稳定的新蛋白质。

研究人员表示,这是人工智能网络在解决生物学问题上面临的最大挑战之一——在基于氨基酸序列确定蛋白质三维(3D)结构方面的巨大飞跃。对细胞基本结构的了解将促进更快、更先进的药物制造过程。

蛋白质存在于每个细胞中,是一种自发折叠成复杂3D形状的线性分子,其形状与其功能密切相关。例如,抗体蛋白折叠的形状使它们能够准确地识别和瞄准特定的异物,就像将钥匙插入锁中一样。这种折叠在几乎所有生物过程中都至关重要,例如细胞发育、DNA 修复和新陈代谢。因此,了解蛋白质折叠的结构对于了解生物体的功能以及生命最终如何运作至关重要。

然而,蛋白质根据其氨基酸序列可以折叠成的不同构型的数量是一个天文数字。在 alpha 折叠出现之前,科学家们只知道人体约 20,000 种蛋白质的 3D 结构中的 17%。数十年来,实验室的科学家们一直使用 X 射线晶体学和核磁共振计算出已知的蛋白质结构。这些方法需要数百万美元的设备和数月甚至数年的反复试验。近年来,神经网络和深度学习等人工智能技术彻底改变了这项工作的准确性。

使用 alpha 折叠,科学家们已经获得了人类蛋白质组的几乎所有 (98.5%) 3D 结构。其中,36%的预测准确率非常高,22%的预测准确率很高一次,研究人员为AI提供了蛋白质结构的完全随机的氨基酸序列,并在其中引入了一些突变,直到AI神经网络预测他们可以将其折叠成一个稳定的结构,最终总共产生了2000个全新的.

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