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中央广播电视总台联合科技部、中国科学院、中国工程院、中国科协、国防科技工业局共同评选的2022年度国内、国际十大科技新闻昨天发布。其中，中国科学技术大学刘海燕、陈泉团队建立蛋白质骨架结构设计新方法的研究成果入选国内十大科技新闻第三条。

蛋白质是执行生命功能的最主要生物大分子，其三维空间结构对功能具有重要意义。目前，能够形成稳定三维结构的蛋白质，几乎全部是天然蛋白质，其氨基酸序列是长期自然进化形成。在天然蛋白结构功能不能满足工业或医疗应用需求时，想要得到特定的功能蛋白，就需要对其结构和序列进行设计。

图1 "为探寻蛋白质结构的无尽可能提供新途径”

传统的蛋白质设计方法使用天然结构片段作为构建模块来拼接产生新结构，这种方法显著限制了人工设计蛋白的结构多样性和可变性。2022年2月10日，中国科学技术大学刘海燕、陈泉团队在Nature发表研究论文，建立数据驱动模型实现自动搜索蛋白质主链结构空间，产生高可设计性骨架，从而突破只能用天然片段来拼接产生新主链结构的限制，显著扩展从头设计蛋白的结构多样性。论文报道了9种从头设计的蛋白质分子的高分辨晶体结构，均与设计预期一致，其中4种蛋白质具有不同于已知天然蛋白的新颖结构。

图2 从头设计蛋白的高分辨晶体结构（天蓝色）与设计模型（绿色）比较

该成果在蛋白质设计这一前沿科技领域实现了关键核心技术的原始创新，为工业酶、生物材料、生物医药蛋白等功能蛋白的设计奠定了坚实的基础。

信息来源：中国科学技术大学

关键词： 中国科学技术大学