基于微环境感知图神经网络构建指导蛋白质定向进化的通用人工智能

NEWS上海交通大学自然科学研究院/物理与天文学院/张江高等研究院洪亮课题组设计了一种微环境感知图神经网络（ProtLGN），能够从蛋白质三维结构中学习有益的氨基酸突变位点，建立自然选择下的氨基酸序列分布，用于指导蛋白质氨基酸位点设计，最终实现蛋白质指定功能的提升（定向进化）。课题组通过生物化学湿实验证明，这是一个通用人工智能技术，依据目标蛋白极少实验数据甚至没有实验数据的情况下成功实现了多款蛋白指定性质的定向进化（包括抗体的亲和力/稳定性，多个荧光蛋白的荧光强度、核酸内切酶的DNA切割活性）。此外，ProtLGN能够根据单位点突变体活性准确预测多位点组合突变体活性，并在单轮湿实验中即可筛选出活性显著优于低位点突变体的高位点突变体，表明ProtLGN能够有效挖掘蛋白质定向进化中的正上位效应。因此，相 ………………………………