Advances in the application of artificial intelligence<?A3B2 pi6?>in protein design

作者：Shengquan Liu, Ruiwen Zhang, Jiong Li · 发表于：Chinese Science Bulletin (Chinese Version) · 年份：2026 · DOI：10.1360/csb-2026-0591 · 研究领域：Machine Learning in Bioinformatics、Genetics, Bioinformatics, and Biomedical Research、vaccines and immunoinformatics approaches

为了满足疾病治疗、绿色制造及合成生物学等应用的需求，往往需要对天然蛋白进行改造或从头设计新蛋白。在此过程中，传统的蛋白质工程技术（定向进化、理性设计）往往存在局限，难以探索天文数字般的蛋白质序列空间。AI算法的出现为这一领域带来了革命性的突破，它能够从大规模数据中学习蛋白质的序列-结构-功能之间的复杂映射关系，将传统方法中不断试错的过程转变为可预测，可控的设计过程，从而设计出自然界中不存在的具有复杂功能的蛋白，以满足实际应用需求。本文总结了目前AI蛋白设计的主流范式及前沿应用案例，包括抗体和免疫疗法，蛋白质结合剂，酶，纳米材料，膜蛋白等领域，并讨论了该方向目前存在的挑战和未来的发展趋势。