AI 从零设计蛋白酶，催化加速超 100 亿倍，David Baker 团队连发两篇 Nature

2024 年诺贝尔化学奖得主 David Baker 带领的团队借助 AI 工具从头设计出半胱氨酸蛋白酶、金属蛋白酶两类具备催化活性的蛋白酶，二者设计方案的成功率分别约为 19%、36%，最高催化加速分别可达约 3000 万倍、超 100 亿倍，且设计出的蛋白实际结构与预期高度吻合，无需依赖天然酶骨架即可实现对应催化功能。相关验证显示，这类人工蛋白酶可在哺乳动物细胞内完成预设的蛋白切割任务，还能选择性切割 TDP-43、β- 淀粉样蛋白等多种疾病相关蛋白，同时可作为分子开关实现对细胞因子、受体拮抗剂等生物活性分子的生物正交调控。该成果突破了从头设计特定催化活性酶的技术难点，未来有望用于开发条件激活型治疗蛋白，以及生物技术、生物修复等领域。