我国科研人员发布可让蛋白质“定向进化”的大模型
3 月 22 日消息，作为生物体的基本组成部分，蛋白质广泛存在于人们生产生活中。
上海交通大学特聘教授洪亮团队今日发布了蛋白质设计大模型 Venus，能完成蛋白质从序列到功能的预测，实现了从“大海捞针”到精准设计，让蛋白质实现功能的“定向进化”。
据介绍，Venus 设计的多款蛋白质已进入产业化阶段，例如活性高、稳定性强、产物纯的 PET 降解酶，用于超敏检测诊断的高活性碱性磷酸酶等。
洪亮团队将 AI 与蛋白质设计与改造相结合，建立了全球最大的蛋白质数据集，基于该数据集训练的模型，可以精准、高效地预测、设计蛋白质的功能，把蛋白质生产由“缓慢地试错”变为“高效率的精准设计”。
洪亮表示，“数据是大模型的基础，我们建立了包含数十亿条蛋白质序列的数据集，覆盖从常规地表生物到极端环境微生物的蛋白质序列信息，其中数亿条蛋白质序列具有功能标签。”
洪亮团队借助该模型结合少量湿实验闭环迭代验证，成功为国内生长激素龙头金赛药业实现单域抗体耐碱性改造，只用不到一年的时间就将普通单域抗体耐碱性提升 4 倍，每年为金赛药业节约上千万元成本。该成果已实现多个批次 5000 升放大生产，成为全球首款由大模型设计并规模化生产的蛋白质产品。
另一项 Venus 系列模型的创新应用则是对某体外诊断头部公司碱性磷酸酶（ALP）的改造项目。ALP 因高稳定性和灵敏度被广泛用作标记酶，其活性越高，检测灵敏度越高，从而能够检测到极低的生物标志物，但提升 ALP 的活性一直是一个挑战。Venus 系列模型成功优化 ALP，使其分子活性超国际头部公司产品 3 倍，为超敏检测诊断（如心肌梗塞、阿尔兹海默症）带来巨大价值。目前，改造后的 ALP 已进入 200L 规模放大生产阶段，标志着 Venus 系列模型成功实现产业转化。
IT之家注意到，洪亮团队近期还发布了 VenusMutHub—— 迄今为止首个针对真实应用场景蛋白质突变小样本数据集，并就此提出蛋白质功能零样本预测评测标准。相关研究已经发表在 Acta Pharmaceutica Sinica B 期刊上。