加拿年夜研讨职员创立用于药物发现的新型卵白质折叠算法

据多伦多年夜学网站报道，该校唐纳利细胞与生物分子研讨中间（Donnelly Centre for Cellular and Biomolecular Research）的盘算生物学家开辟了一种人工智能算法，可用于发现用于精准医治的全新卵白质分子。相关论文已颁发在《细胞体系》（Cell Systems）杂志上。

由分子学传授菲利普·金（Philip M. Kim）引导的跨学科团队开辟的名为ProteinSolver（卵白质解算器）的图形神经网络，可以依据给定的几何形态设计全新的卵白质。金传授说：“以图形模式刻画卵白质是盘算生物学的尺度做法。转换成图形的卵白质看起来像一个节点网络，位于分歧节点上的氨基酸通过边缘（分子外部氨基酸之间的间隔）连贯，应用图论原理可以进行分子几何形态建模，完成特定目的，例如中和入侵的病毒或敞开适度沉闷的癌细胞受体。”

金传授指出，卵白质设计的次要成绩是搜刮空间很年夜，“关于一个由100个氨基酸合成的尺度长度卵白质，会有20100种能够的分子构造，比宇宙中存在的分子总数还多。”是以，研讨团队决议从卵白质三维构造动手，通过盘算氨基酸构成来解决这个成绩。受数独与分子几何的相关性启迪，金传授试验室的博士生阿列克谢·斯特罗卡奇(Alexey Strokach)将数独中发现的约束前提构建到神经网络算法中，然后应用庞年夜的可用卵白质构造及其氨基酸序列数据库对ProteinSolver算法进行训练，目的是使其学会颠末数百万年退化造成的，可将氨基酸沉积成较小折叠的自然规定，将这些规定利用于基因工程应添加终极得到功效卵白的机遇。

研讨职员向ProteinSolver提供现有的卵白质折叠并要求其天生可以构建这些卵白质的氨基酸序列，然后应用这些自然界中不存在的全新盘算序列，在试验室中合成了响应的卵白量变体，这些变体折叠成了预期的构造，标明该办法无效。以今朝的模式，ProteinSolver可能针对任何已知几何稳定的卵白质折叠盘算出新颖的氨基酸序列，但终极目的是设计出具备全重生物学功效的新型卵白质构造，例如新的医治药物。研讨团队已将ProteinSolver及其背地的代码开源，并通过用户敌对的网站提供应更普遍的研讨社区。

该项研讨获得了加拿年夜国立卫生研讨院（CIHR）和加拿年夜自然迷信与工程研讨理事会（NSERCC）的支持。(100yiyao.com）