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如何更快解析蛋白质的结构

2021-08-25 15:45   责任编辑:徐良伟 文章来源:品牌中国网 https://www.brandwang.cn

近日,阿里云携手英特尔(中国)主办的“英特尔创新大师杯”冷冻电镜蛋白质结构建模大赛宣布开放报名。据介绍,该赛事旨在探索人工智能在获取蛋白质结构原子模型方面的潜力。

准确的蛋白质结构原子模型不仅能够帮助研究者理解生命活动的内在原理,还能为药物研发提供指导。蛋白质结构预测主要在已知蛋白质序列中寻找相似序列,根据序列的相似性来判断使用哪些已知结构来构建未知结构,同时考虑其他可能改变蛋白质结构的因素。总结下来就是找相同序列,使用已知结构推测未知结构。

AlphaFold2利用AI技术建立蛋白质序列和蛋白质结构的关系,不断学习已知序列和结构进而进行蛋白质结构预测。在强大的算法与算力的支持下,DeepMind将运算时间从数月缩短至了数小时,这对于人类攻克疑难杂症有着划时代的意义。

据了解,目前解析蛋白质结构的主流方法有x射线晶体学(x-ray crystallography)、核磁共振波谱法(nuclear magnetic resonance spectroscopy)和冷冻电镜方法(cryo-electron microscopy),其中前两者需具有长时间的实践积累、成熟的工作流程及较为严苛的使用条件。随着软硬件方面的突破,冷冻电镜方法,尤其是冷冻电镜单颗粒分析(single-particle cryo-EM)逐渐成为首选方案。但是出于准确度要求,此项工作仍旧繁琐。

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