9月5日消息,Phys.org报道,日本分子科学研究所(IMS,自然科学研究机构)Ohnuki Jun与Okazaki Kei-ichi团队联合综合研究大学院大学(SOKENDAI)在JACS Au发表论文(DOI: 10.1021/jacsau.6c00596),提出名为AF3-ReD的新方法,突破了AlphaFold3在蛋白质构象变化预测上的固有局限。
蛋白质构象变化对其功能至关重要,但即使是最新的AlphaFold 3(AF3)——采用扩散生成模型进行结构预测——默认设置下仍倾向收敛到单一构象状态。研究团队的方案是重复AF3结构预测,并引入一个排斥偏置能量项:每当新预测的原子坐标接近此前预测结构时即升高能量,从而“推开”模型去探索其他构象。
验证案例选择了腺苷三磷酸(ATP)合酶的F1β亚基:默认AF3即便在ATP结合态也只预测出开放构象,而AF3-ReD采样到了开放、闭合以及两者之间的中间构象。这意味着引入排斥力后,此前AlphaFold默认设置难以预测的构象变化变得可被系统采样。
方法学意义在于:从AF3-ReD预测的多构象出发启动分子动力学模拟,可高效研究蛋白在构象间的转变路径。对于工业界关注的计算结构生物学工具链(构象系综、变构位点发现、基于结构的药物设计)而言,这是对AlphaFold生态的一次实用增强——AI结构预测正从“静态单一结构”走向“动态构象系综”。AlphaFold本身已获2024年诺贝尔化学奖,其生态方法的持续迭代显示计算结构生物学仍在快速演化。
(来源:Phys.org)