ResiDPO算法大幅提升蛋白质设计效率:酶和结合剂成功率分别提高3倍和2倍

🎯 情报来源:机器之心

近日,悉尼科技大学、浙江大学杨易团队与华盛顿大学David Baker团队联合提出了一种名为ResiDPO(Residue-level Designability Preference Optimization)的新型算法,显著提升了AI在蛋白质序列设计中的效率。通过引入残基级结构反馈(pLDDT)优化,该方法将酶和结合剂的设计成功率分别提高了3倍和2倍,并大幅降低了计算成本。

研究团队构建了一个带有pLDDT标签的大规模数据集,并基于此对LigandMPNN模型进行了微调,最终得到EnhancedMPNN模型。实验表明,EnhancedMPNN在复杂多链系统中展现了强大的泛化能力,为功能性蛋白质的研发提供了新范式。

核心要点:

  • ResiDPO通过残基级优化解决了蛋白质设计中的目标错位问题。
  • EnhancedMPNN在酶设计中的成功率达到17.57%,比基线模型提升近3倍。
  • 蛋白质结合剂设计成功率从7.07%提升至16.07%,提高约2.27倍。
  • 骨架成功率从19.74%提升至40.34%,扩展了可设计的骨架集。
  • 研究成果于2025年5月30日发布在arXiv预印平台。

📌 情报分析

技术价值:极高

ResiDPO通过引入残基级pLDDT评分作为奖励信号,解决了传统方法中目标函数不一致的问题。其解耦优化策略显著提升了可设计性,同时避免了灾难性遗忘,为蛋白质设计提供了更高效的技术路径。

商业价值:高

EnhancedMPNN在酶和结合剂设计中的高效表现,直接降低了蛋白质工程的计算成本,缩短了研发周期。这一突破有望推动医药和生物技术领域的创新,具有较高的商业化潜力。

趋势预测:

未来3-6个月内,ResiDPO可能被进一步优化并应用于更多复杂的生物场景,如药物开发和人工合成生物学。此外,随着AI驱动蛋白质设计的普及,相关工具和平台可能会加速涌现,形成新的行业生态。

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