Nature/Science：打破限制，从头快速设计蛋白

蛋白质相互作用是生物学研究和药物开发的基础，用设计的蛋白质调节这些作用具有重要意义。从抗体、其他蛋白可以产生与蛋白靶点的结合物，但针对靶点蛋白表面的特定区域，很难进行全部空间的研究。

近日，华盛顿大学David Baker研究团队在Science 发表文章介绍其开发的快速设计蛋白的新的通用方法。研究人员开发了两种快速设计蛋白的方法。方法一：根据功能位点的限制反复序列设计、结构预测、评估、迭代最终产生符合要求的支撑功能位点的骨架。方法二：通过预先特殊训练的神经网络“补充”支撑功能位点的骨架，同时给出序列和结构信息。其中方法二更通用速度更快，方法一多样性更高。

这种仅根据靶点蛋白的结构信息就可以进行蛋白质从头设计的方法，David Baker研究团队在3月份就进行过介绍，并认为该方法可以对治疗和诊断中各种蛋白质上的位点进行针对性的设计，具有广泛的用途。在这篇发表在Nature 的“Design of protein-binding proteins from the target structure alone”文章中，研究人员首先对蛋白表面选定区域的可能结合模式进行广泛探索，然后在最有希望的结合模式附近加强搜索。对12个不同蛋白靶点进行的结合蛋白重新设计证明该方法具有广泛的适用性。

快速设计蛋白技术路线（源自参考文献）设计蛋白仅是蛋白药物开发的第一步，更重要的是选择合适的表达系统以及高效的纯化体系获得稳定的蛋白质。重组蛋白的生产主要包括四大系统：原核细胞（最常用的大肠杆菌），哺乳动物细胞（常用的细胞CHO、HEK293），真核细胞（酵母）及杆状病毒-昆虫细胞。

目前应用最广泛的表达系统有三大类：大肠杆菌（E.coli）表达系统、酵母表达系统、CHO 细胞表达系统。其中，大肠杆菌是表达重组蛋白最常用的宿主菌，已应用于众多高价值重组蛋白的生产。大肠杆菌表达系统具有许多优点，如生长快、培养成本低、遗传背景清晰和可高密度培养等。

那么，应该如何构建高效的重组蛋白表达系统呢？义翘神州将在18日邀请多位实力大咖，如中科院上海药物研究所徐华强研究员、北京大学刘涛研究员、西湖大学郭天南研究员，以及义翘神州的王婧研发经理，一起聚焦“重组蛋白药物开发的前沿技术”，欢迎大家报名参加。

转自：“iNature”微信公众号

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