人工智能|98.5%人类蛋白质结构被AI预测出来了!全部免费开放
98.5%的人类蛋白质结构被AlphaFold2预测出来了!
而且还做成了数据集,全部免费开放!
在开源AlphaFold2仅一周后,DeepMind震撼发布AlphaFold数据集,再次引爆科研圈!
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数据集中预测的所有氨基酸残基中,有58%达到可信水平,其中更有35.7%达到高置信度 。
而在这之前科学家们数十年的努力,只覆盖了人类蛋白质序列中17%的氨基酸残基 。
除了人类蛋白质组,数据集中还包括大肠杆菌、果蝇、小鼠等20个具有科研常用生物的蛋白质组数据,总计超过35万个蛋白质的结构 。
最重要的是,这些全都免费开放!交给欧洲生物信息学研究所托管 。
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“这是人类基因组图谱之后最重要的数据集”,这样的评价来自Ewan Birney,他领导了人类基因组计划的后续项目:人类基因元件百科全书(ENCODE) 。
DeepMind创始人哈撒比斯在官网发布题为《把AlphaFold的力量交到全世界手中》的文章,同时也在推特上表达了他抑制不住地兴奋:
这是我一生中梦寐以求的日子,也是创办Deepmind的初衷:用AI推进科学发展并造福人类 。
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造福人类整体的另一面,是对当前结构生物学相关从业者的巨大冲击 。
有人对与AI赛跑这件事感到绝望 。
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还有人吐槽,都开源了免费了没法申报经费了 。
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但也有人提出了不同的看法:21世纪不只是生物学的世纪,更是合成生物学的世纪啊!
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在结构生物学实验室工作过的知乎网友@sorrySorui有点骚也认为AlphaFold的出现为科研人员节省大量时间和精力 。
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他认为使用AlphaFold得出来的结果,可以帮助进行药物设计等进一步的研究 。
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那么这次预测结果中有哪些蛋白质能开辟新的研究方向?
几个重点预测
AlphaFold 2预测的结果总共有35万个,DeepMind在论文中挑出了3种典型的蛋白质结构预测,这些预测都是从头开始的 。
虽然结果最终要通过实验来验证,但是这些预测还是为生物学家提供了很多有用的结果 。
1、葡萄糖-6-磷酸酶(Glucose-6-phosphatase):发现了一种新的蛋白质门控机制
这是一种膜结合酶,可催化葡萄糖合成的最后一步,对维持血糖水平至关重要 。以前没有该蛋白质的实验结构 。AlphaFold预测具有非常高的可信度并给出了一个九螺旋拓扑结构 。
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DeepMind发现,在这种预测的结构中,谷氨酸可以稳定封闭构象的结合位点,因此可能存在门控功能,而这种新的机制是过去没有发现过的 。
2、二酰基甘油O-酰基转移酶2(Diacylglycerol O-acyltransferase 2):寻找抑制酶的结合位点
这种酶负责将多余的代谢能量储存为脂肪,它( DGAT2)是催化过程中最终酰基添加的两种必需酰基转移酶之一,之前的研究显示抑制DGAT2可改善肝病小鼠模型中的肝功能 。
凭借AlphaFold高度可信的预测结构(中值 pLDDT 95.9),可以确定该蛋白与抑制剂的结合位点 。
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3、Wolframin:寻找遗传病的成因
Wolframin是一种定位于ER的跨膜蛋白,与遗传病Wolfram综合征有关 。Wolfram综合征是一种神经退行性疾病,其特征是早发性糖尿病、逐渐视力和听力丧失以及早逝 。
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