新型结构和功能蛋白质的理性设计

本项目针对蛋白质理性设计成功率偏低的问题，拟发展基于人工智能与能量函数的新型设计方法，并建立高通量实验验证循环体系。具体内容包括：（1）开发新结构与序列自动设计方法，建立综合评判可设计性、折叠性、稳定性及聚集倾向的模型；（2）提升功能蛋白质设计精度，优化非规则区与功能区设计，实现针对靶蛋白的结合蛋白自动设计，以及配体/金属离子结合位点的骨架导向设计；（3）构建高通量计算设计-实验筛选-模型迭代的闭环流程，并应用于设计靶向重要蛋白的全新结合蛋白、小分子调控的正交蛋白元件、多波长光活性膜电位探针等，探索其在药物研发、细胞治疗、探针开发、神经及合成生物学中的应用；（4）开发具有自主知识产权的蛋白质设计软件系统，形成高效设计与筛选一体化平台。本项目成果将推动我国生命科学基础研究，促进新型蛋白质药物产业跨越发展，获得成药性优异的先导物或功能蛋白，有望通过专利转让或合作开发产生国际影响与可观经济效益。