中新社杭州2月17日电(曹丹)浙江大学17日宣布，其科研团队在《自然》杂志上发表了利用人工智能精确控制G蛋白偶联受体(GPCR)功能的人工跨膜蛋白设计的重大成果，标题为“GPCR外骨骼蛋白的从头设计”。开辟了膜蛋白功能重建的新途径。
人体内有超过 800 种不同的 GPCR。它们是细胞信号系统的核心组成部分，可以被认为是人体的“信号受体”，调节情绪、情绪、心血管系统和新陈代谢等重要生命过程。目前，世界上超过30%的上市药物都针对它，但传统的药物设计往往对基因突变引起的结构功能障碍的有效性有限。
浙江大学副院长张岩带队鄂江大学医学院、计算机系博士生导师张敏提出了一种新思路：“类外骨骼”受体调节。研究团队设计的人工跨膜蛋白（GEM）作用于GPCR的跨膜结构，将经典的七跨膜螺旋扩展9倍甚至13倍，并控制GPCR受体的信号输出模式及其相应功能。
“GEM就像一个‘限制性诅咒’。GEM并不是接收器的一部分，而是被放置在关键位置，以限制或引导其行动。”张岩解释说，当受体因突变而出现功能障碍或失去控制时，GEM可以帮助恢复正常功能。 “这可以为治疗GPCR功能障碍的疾病提供新思路，例如帕金森病等长期没有有效干预措施的疾病。”
团队成员使用虚拟现实来绘制蛋白质的主干。 （提供照片由浙江大学提供）
张岩表示，如果没有人工智能技术，几乎不可能取得现在的科研成果。
“GEM通常由60到80个氨基酸组成，每个位置有20种可能性；组合数量已达到天文数字。“人工智能使我们能够将候选分子从天文数字缩小到数百个，使实验检测成为可能。”张岩说。
张敏表示，该团队不仅设计了一个基于人工智能的模块，可以“关闭”或“打开”接收器或产生有偏差的信号，而且还实现了蛋白质的可编程性。 “未来，有可能将这些模块组装成生物‘逻辑门’，就像我们设计精确重新编程细胞信号的电路一样。” （完）
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