从头设计核酸高亲和互作蛋白

从头设计核酸高亲和互作蛋白服务介绍

1 产品概述

蛋白质与DNA的结合对于其他蛋白质的产生、细胞内所有必要过程的进行以及基因的开启或关闭至关重要。与DNA结合的蛋白质被称为转录因子,也是细胞信号通路调控的关键因素。因此，找到高特异性、高亲和力的核酸结合蛋白，是突破科研瓶颈、加速成果转化的关键。科晶生物依托前沿的全原子生成模型“BoltzGen”，推出核酸高亲和结合蛋白从头设计服务，为科研团队提供从设计到筛选的全流程解决方案，让核酸互作研究更高效、更精准！

2 「全原子生成模型（All-atom Generative Model）」 BoltzGen

BoltzGen是一款支持多模态生物分子结合剂设计的全原子生成模型，兼具设计与结构预测能力，已通过大规模湿实验验证。

BoltzGen核心工作流程

    2.1 研发团队

（1）核心牵头机构包括MIT、Boltz、UCSF、NVIDIA等。

（2）联合全球多个顶尖实验室（如Adaptyv Bio、IOCB Prague、MPI等）共同研发，作者团队涵盖Regina Barzilay、Tommi Jaakkola等生物信息学与结构生物学领域专家。

（3）跨机构协作完成8类湿实验验证，覆盖26个靶点的功能与亲和力检测。

    2.2 核心用途

（1）设计多模态结合剂：支持纳米抗体、蛋白质、环肽、抗菌肽等多种分子类型。

（2）靶向广泛生物分子：可针对有序/无序蛋白质、小分子、核酸等靶点进行结合剂设计。

（3）适配多元应用场景：包括治疗性结合剂研发、抗菌药物设计、生物传感器组件开发等。

展示了8类设计任务的验证场景，包括新型靶点结合剂、抗菌肽、小分子结合蛋白等。

    2.3 关键优势

（1）功能一体化：首次统一结合剂设计与结构预测，折叠性能达到当前最先进水平。

（2）泛化能力突出：对无相似已知结合结构的新型靶点，纳米摩尔级结合剂成功率达66%。

（3）设计高度可控：通过专属规范语言支持结合位点、共价键、二级结构等多种约束条件。

（4）开源易使用：提供完整训练/推理代码、模型权重及可视化流程，支持快速部署实验验证。

BoltzGen的折叠性能与Boltz-2（当前先进模型）持平，涵盖蛋白质-蛋白质、蛋白质-小分子、蛋白质-核酸等多种复合物类型.

3 科晶核酸高亲和结合蛋白设计流程

科晶生物整合三大顶尖技术工具，构建闭环式设计-筛选体系，确保结合蛋白的高可靠性：

    3.1 Boltzgen从头设计

采用全原子扩散生成架构，精准靶向核酸结合位点（如基因启始翻译区域），可定制化生成500个专属结合物（binder），长度严格控制为30bp，兼顾特异性与结合潜力。

    3.2 Hdock高效精筛

通过优化的Spacing与Angle参数设置，精准计算结合能分值，结合置信度评分模型（置信度>0.7即判定高结合可能），快速筛选出稳定性强、亲和力优的候选分子。

    3.3 AlphaFold3精细验证

对筛选后的top分子进行一对一三维建模，以pTM+ipTM>0.75为核心标准，双重验证结合位点准确性与结构可靠性，为后续实验提供坚实数据支撑。

从需求对接至结果交付，科晶生物建立标准化服务流程，让科研更省心：

（1）位点确认：基于客户提供的目标核酸信息（如启始翻译位点），通过AF3模型锁定核心结合区域；

（2）定制设计：利用Boltzgen生成500个针对性结合物，覆盖多样化结合模式；

（3）双重筛选：经Hdock结合能计算与AlphaFold3结构验证，层层筛选高价值候选；

图注：核酸与蛋白氢键作用力核心位点绘图