今年《Nature Communications》上新興發(fā)表的一項(xiàng)研究顯示，機(jī)器學(xué)習(xí)與CFPS的結(jié)合改變了酶工程范式。傳統(tǒng)定向進(jìn)化需數(shù)月篩選，而研究者通過(guò)無(wú)細(xì)胞系統(tǒng)快速合成數(shù)千個(gè)突變酶，結(jié)合AI模型預(yù)測(cè)關(guān)鍵協(xié)同突變，可在一周內(nèi)同時(shí)完成六種酶的改造任務(wù)，活性提升高達(dá)42倍。例如，抗抑郁藥物莫氯貝胺的合成轉(zhuǎn)化率從12%躍升至96%。

跨家族功能性蛋白設(shè)計(jì)曾是行業(yè)難題。最新研究利用大語(yǔ)言模型ProGen的建立，從海量蛋白數(shù)據(jù)庫(kù)中學(xué)習(xí)序列規(guī)律，生成全新跨家族功能蛋白。結(jié)合CFPS技術(shù)對(duì)這些生成的序列進(jìn)行表達(dá)和驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)ProGen生成的人工蛋白質(zhì)不僅表達(dá)良好，還具有與天然蛋白質(zhì)相當(dāng)?shù)拇呋钚浴＿@意味著，借助AI和CFPS，科學(xué)家們可以突破“算得到卻做不出”的困境，創(chuàng)造出更多具有特殊功能的蛋白質(zhì)，為生物制藥等領(lǐng)域開(kāi)拓了廣闊的創(chuàng)新空間。

在抗體發(fā)現(xiàn)過(guò)程中，傳統(tǒng)方法需要數(shù)周時(shí)間，而該研究利用無(wú)細(xì)胞DNA組裝、CFPS系統(tǒng)以及AlphaLISA檢測(cè)技術(shù)，讓一名研究人員在不到24小時(shí)內(nèi)就能表達(dá)和分析數(shù)百種抗體的抗原特異性結(jié)合情況。這一成果大大加速了抗體的發(fā)現(xiàn)和表征，讓抗體篩選從“蝸牛式”的緩慢進(jìn)程變成了“火箭式”的快速?zèng)_刺。

珀羅汀公司敏銳地捕捉到了“AI+CFPS”技術(shù)的巨大潛力，推出了“AI預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)-高效表達(dá)篩選-功能驗(yàn)證”一站式服務(wù)平臺(tái)。這項(xiàng)服務(wù)就像是一個(gè)全方-位的蛋白研發(fā)助手，為客戶提供了從靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)到蛋白應(yīng)用的全流程解決方案。

例如在抗原/抗體研發(fā)上，基于普美瑞核心算法（Codock）及其深度學(xué)習(xí)模型，通過(guò)給定的抗原/抗體序列即可預(yù)測(cè)其復(fù)合物結(jié)構(gòu)，可能的結(jié)合界面及對(duì)結(jié)合有關(guān)建貢獻(xiàn)的熱點(diǎn)殘基。配套珀羅汀CFPS技術(shù)，可在 24 小時(shí)內(nèi)快速合成目標(biāo)抗原/抗體，實(shí)現(xiàn) AI 預(yù)測(cè)與濕實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的無(wú)縫銜接，有效降低抗體開(kāi)發(fā)試錯(cuò)成本。珀羅汀搭建的高通量自動(dòng)化蛋白/多肽表達(dá)和篩選工作站單日可處理上千樣本，極大地縮短了研發(fā)周期。

Codock曾獲CASP15比賽蛋白/RNA-配體復(fù)合物結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)（Ligand）賽道第一名，配體結(jié)合構(gòu)象預(yù)測(cè)精度 RMSD 低至 0.56Å，能夠提升藥物設(shè)計(jì)成功率。

能夠?qū)崿F(xiàn)“AI預(yù)測(cè)和設(shè)計(jì)- CFPS快速表達(dá)和篩選-反饋優(yōu)化算法”的快速迭代，縮短研發(fā)周期。

支持小分子/ PROTAC /抗體藥物開(kāi)發(fā)、疫苗抗原-抗體相互作用解析，滿足多元化研發(fā)需求。

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1.Landwehr, G.M. et al. Accelerated enzyme engineering by machine-learning guided cell-free expression. *Nat. Commun.* **16**, 865 (2025).DOI: [10.1038/s41467-024-55399-0]

2.Madani, A., Krause, B., Greene, E.R. et al. Large language models generate functional protein sequences across diverse families. Nat Biotechnol 41, 1099–1106 (2023).DOI:[10.1038/s41587-022-01618-2]

3.Hunt, A.C., Vögeli, B., Hassan, A.O. et al. A rapid cell-free expression and screening platform for antibody discovery. Nat Commun 14, 3897 (2023). DOI:[10.1038/s41467-023-38965-w]