Nature：新方法可有效产生特异性的蛋白结合分子

2022年3月28日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中，一个国际研究团队开发出一种产生蛋白药物的强大新方法。利用计算机，他们设计出可能靶向体内重要蛋白---比如胰岛素受体以及病毒表面上的脆弱蛋白---的分子。这解决了药物开发中的一个长期挑战，并可能带来治疗癌症、糖尿病、感染和炎症等疾病的新疗法。相关研究结果于2022年3月24日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Design of protein binding proteins from target structure alone”。论文通讯作者为华盛顿大学医学院生物化学教授David Baker博士。论文第一作者为Baker实验室博士后研究员Longxing Cao和Brian Coventry。

Baker说，“从更广泛的层面而言，产生与你想要靶向的任何分子靶向紧密和特异性结合的新蛋白的能力是药物开发和分子生物学领域的一次变革。”

抗体是取钱最常见的基于蛋白的药物。它们通常通过与特定的分子靶标结合而发挥作用，在结合后，分子靶标受到激活或失活。抗体可以治疗一系列疾病，包括COVID-19和癌症，但产生新的抗体是具有挑战性的。抗体的制造成本也很高。

这些作者结合了计算蛋白设计领域的最新进展，开发出一种产生新蛋白的策略，这些新蛋白以类似于抗体的方式结合它们的分子靶标。他们开发的软件可以扫描靶分子，识别潜在的结合位点，产生靶向这些位点的蛋白，然后从数以百万计的候选结合蛋白中进行筛选，以确定那些最可能发挥作用的蛋白。

从头蛋白结合分子设计流程概述，图片来自Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04654-9。

这些作者使用这种新的软件产生出针对12个不同分子靶标的高亲和力结合蛋白。这些分子靶标包括重要的细胞受体，如TrkA、EGFR、Tie2和胰岛素受体，以及流感病毒和SARS-CoV-2（导致COVID-19的冠状病毒）表面上的蛋白。

Cao说，“当涉及到开发新药时，有容易的靶标，也有困难的靶标。在这篇论文中，我们发现即使是非常难的靶标，也可以采用这种方法。我们能够对一些没有已知结合搭档或抗体的靶标制作结合蛋白。”

总的来说，这些作者为12种选定的分子靶标制作了超过50万个候选结合蛋白。从这一大批候选结合蛋白中收集的数据被用来改进这种方法。

Coventry说，“我们期待着观察到这些分子如何在临床上使用，更重要的是这种设计蛋白药物的新方法可能如何在未来导致更有前途的化合物。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Longxing Cao et al. Design of protein binding proteins from target structure alone. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04654-9.