重大突破！AI设计新型蛋白质，可有效对抗致命眼镜蛇毒素

重大突破！AI设计新型蛋白质，可有效对抗致命眼镜蛇毒素

引用

人民网

等

9

来源

1.

http://cpc.people.com.cn/n1/2025/0125/c64387-40408891.html

2.

http://www.xinhuanet.com/20250117/fd19654054da4bb397b578ea91a88db1/c.html

3.

https://www.stdaily.com/web/gjxw/2025-01/17/content_287075.html

4.

https://m.medsci.cn/article/show_article.do?id=c654860511cf

5.

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/7/526870.shtm

6.

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2025/1/537601.shtm

7.

http://finance.sina.com.cn/stock/med/2025-01-17/doc-ineffuic6012027.shtml

8.

http://cem.org.cn/public/html/202407/20240705/index.htm

9.

http://www.nyzdjj.com/m/wx.php?aid=1510

眼镜蛇是世界上最危险的蛇类之一，其毒液中的三指毒素能迅速破坏神经系统和细胞，导致瘫痪甚至死亡。据统计，全球每年有超过10万人因蛇咬伤而丧生，其中大部分发生在撒哈拉以南非洲、南亚和拉丁美洲等资源匮乏地区。

目前，治疗眼镜蛇咬伤的主要方法是使用从动物血浆中提取的抗蛇毒血清。然而，这种传统方法存在诸多问题：生产成本高昂、对毒素的中和效果有限、可能产生严重副作用，如休克和呼吸困难。

近日，美国华盛顿大学和丹麦技术大学的研究团队在《自然》杂志上发表了一项突破性研究成果。他们利用深度学习技术，成功设计出一种能与眼镜蛇三指毒素结合的新型蛋白质，为蛇毒治疗带来了新的希望。

研究团队采用了基于深度学习的RFdiffusion方法，设计了能够结合短链和长链α-神经毒素以及细胞毒素的蛋白质。这些毒素都属于三指毒素家族。设计的蛋白质通过有限的实验筛选，展现出显著的热稳定性、高结合亲和力，并且与计算模型在原子级别上高度一致。

研究结果显示，设计的蛋白质在体外实验中有效地中和了所有三个三指毒素亚家族的毒素，并在体内实验中保护小鼠免受致命神经毒素的挑战。具体来说：

• α-神经毒素结合蛋白：与短链α-神经毒素的结合亲和力达到0.9 nM，与长链α-神经毒素的结合亲和力达到1.9 nM。
• 细胞毒素结合蛋白：对全毒液表现出高溶解性和中和活性，结合亲和力为271 nM。
• 体外中和实验：在patch-clamp实验中完全中和了α-神经毒素，在细胞毒性实验中对不同的眼镜蛇全毒液表现出70-90%的保护效果。
• 体内保护实验：在小鼠模型中提供了完全的保护，即使在毒素注射后15分钟和30分钟给药也能提供高比例的保护。

这一发现具有重要意义：

1. 高效率：新型蛋白质能有效中和多种三指毒素，保护小鼠免受致命伤害，存活率高达80%-100%。
2. 低成本：与传统抗蛇毒血清相比，这种蛋白质可以利用微生物发酵策略生产，成本更低。
3. 易渗透：新型蛋白质分子体积小，能更好地穿透组织，可能比目前的抗体更快地中和毒素。
4. 热稳定性好：具有良好的热稳定性，便于储存和运输，特别适合资源匮乏地区使用。

尽管这一突破令人振奋，但研究团队也指出，传统抗蛇毒血清在可预见的未来仍将是治疗蛇咬伤的基础。新型蛋白质可能作为补充或增强剂，提高现有疗法的有效性。

这一研究成果不仅为蛇毒治疗带来了新的希望，也为其他疾病治疗提供了新的思路。通过人工智能设计蛋白质的方法，未来有望开发出更多低成本、高效的新型药物，为全球公共卫生事业做出重要贡献。