瑞士洛桑联邦理工开发BindCraft设计功能蛋白质结合剂研究

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关键词：

来源：

Nature

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来源地址：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09429-6

资源所属：

农业生物技术专题

类型：

学术文献

语种：

英语

原文发布日期：

2025-08-27

摘要：

2025年8月27日，来自瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）等单位的研究团队在《Nature》发表题为《One-shot design of functional protein binders with BindCraft》的研究论文，介绍了一种名为BindCraft的开源自动化流程，用于从头设计功能性蛋白质结合剂，其实验成功率在10%至100%之间。BindCraft利用AlphaFold2（AF2）的权重直接通过反向传播在AF2网络中“幻觉化”生成结合剂，无需高通量筛选或实验优化即可产生纳摩尔级亲和力的结合剂，即使在没有已知结合位点的情况下也能有效工作。研究团队成功针对12类具有挑战性的靶点设计了结合剂，包括细胞表面受体（如PD-1、PD-L1、CD45）、常见过敏原（如Der f7、Der f21、Bet v1）、从头设计的蛋白质（如BBF-14）以及多结构域核酸酶（如CRISPR-Cas9和CbAgo）。实验验证表明，设计的结合剂能够有效抑制桦树过敏原Bet v1与患者血清中IgE的结合、调节Cas9的基因编辑活性、降低细菌肠毒素CpE的细胞毒性，并能通过靶向细胞表面受体（如HER2和PD-L1）实现腺相关病毒（AAV）的定向基因递送。该方法的平均成功率达46.3%，结构预测与实验结构高度一致（Cα RMSD低至1.7 Å），且设计的结合剂在序列和结构上具有高度新颖性。BindCraft的出现显著推动了“一次设计即得结合剂”的计算蛋白质设计范式，在治疗、诊断和生物技术领域具有广阔应用前景。