北京大學(xué)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在《Nature》期刊發(fā)表突破性研究成果,通過(guò)人工智能與時(shí)間分辨冷凍電鏡技術(shù)的深度融合,成功揭示了重大藥物靶點(diǎn)的動(dòng)力學(xué)調(diào)控機(jī)制,為精準(zhǔn)藥物設(shè)計(jì)開(kāi)辟了新路徑。
研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地將人工智能算法應(yīng)用于時(shí)間分辨冷凍電鏡數(shù)據(jù)分析,實(shí)現(xiàn)了對(duì)藥物靶點(diǎn)蛋白在毫秒級(jí)時(shí)間尺度上的動(dòng)態(tài)構(gòu)象變化的精確捕捉。這種方法突破了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究的靜態(tài)局限,首次在原子分辨率水平上觀察到靶點(diǎn)蛋白與配體相互作用的完整動(dòng)態(tài)過(guò)程。
該項(xiàng)研究的核心突破在于發(fā)現(xiàn)了關(guān)鍵藥物靶點(diǎn)在作用過(guò)程中的特異性構(gòu)象轉(zhuǎn)變機(jī)制。通過(guò)人工智能驅(qū)動(dòng)的分子動(dòng)力學(xué)模擬與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的相互驗(yàn)證,研究人員明確了調(diào)控靶點(diǎn)功能的關(guān)鍵構(gòu)象狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換路徑,這一發(fā)現(xiàn)為理解相關(guān)疾病的分子機(jī)制提供了全新視角。
在醫(yī)學(xué)應(yīng)用層面,該研究揭示了多個(gè)潛在藥物作用位點(diǎn)及其動(dòng)態(tài)調(diào)控特性,為開(kāi)發(fā)高選擇性、低副作用的創(chuàng)新藥物奠定了理論基礎(chǔ)。特別值得關(guān)注的是,研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)該技術(shù)平臺(tái)成功預(yù)測(cè)并驗(yàn)證了數(shù)個(gè)具有治療潛力的先導(dǎo)化合物,展現(xiàn)出廣闊的藥物研發(fā)應(yīng)用前景。
這項(xiàng)交叉學(xué)科研究不僅推動(dòng)了結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究方法學(xué)的革新,更展示了人工智能在生物醫(yī)學(xué)研究中的強(qiáng)大潛力。隨著技術(shù)的進(jìn)一步完善和推廣,這種創(chuàng)新研究方法有望成為藥物發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域的重要工具,為攻克重大疾病提供新的突破口。
該成果的發(fā)表標(biāo)志著我國(guó)在結(jié)構(gòu)生物學(xué)與人工智能交叉領(lǐng)域已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,為全球醫(yī)學(xué)研究和試驗(yàn)發(fā)展注入了新的動(dòng)力。