能预测人类蛋白质组近60%氨基酸 阿尔法折叠从结构角度解答新科学问题

仙仙

英国《自然》杂志7月22日发表了一项结构生物学重磅研究，世界知名人工智能团队深度思维（DeepMind）报告了“阿尔法折叠”（AlphaFold）对人类蛋白质组（人类基因组编码的所有蛋白质的集合）的准确结构预测。此次得到的数据集，涵盖了人类蛋白质组近60%氨基酸的结构位置预测，且预测结果具有可信度。


确定蛋白质的结构能为理解生物学过程提供宝贵信息，并有望指导药物研发。考虑到理解人类蛋白质组对健康和医药的重要性，研究人员付出了大量努力来确定这些蛋白质结构。


虽然开展了数十年的研究攻关，但通过传统实验方法确定的结构，只覆盖了人类蛋白质组17%的氨基酸——氨基酸是连接起来形成蛋白质的亚单位。利用传统实验方法解析结构需要克服诸多十分耗时的障碍，因此，扩大蛋白质组覆盖面仍是一项艰巨挑战。


此次，深度思维团队的研究人员利用前沿机器学习方法“阿尔法折叠”，确定了覆盖几乎整个人类蛋白质组的蛋白质结构。研究人员发现，“阿尔法折叠”能对人类蛋白质组58%的氨基酸的结构位置给出可信预测。其中，对35.7%的结构位置的预测达到了很高的置信度，是实验方法覆盖的结构数量的两倍。在蛋白质水平上，“阿尔法折叠”对43.8%的蛋白质的至少3/4的氨基酸序列给出了可信预测。


研究团队认为，大规模的准确结构预测将成为一种重要工具，让我们能从结构的角度解答新的科学问题，而“阿尔法折叠”的预测结果将帮助进一步阐明蛋白质的作用。


研究团队表示，“阿尔法折叠”的预测信息将通过欧洲生物信息研究所（EMBL-EBI）托管的公用数据库免费向公众开放。


就在7月16日，深度思维公布了“阿尔法折叠2”的问世，就计算机方法而言，“阿尔法折叠2”能以前所未有的准确度根据蛋白质的氨基酸序列预测其三维结构。（记者张梦然）