RFdiffusion3可按单个原子设计蛋白质

IT时代网

2026-10-19 08:11:55

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IT时代网10月19日消息，可按单个原子组合来设计蛋白质与核酸的生成式人工智能系统 RFdiffusion3，其详细设计方案现已正式对外公布。借助该系统全新设计出的蛋白质，能够在真实化学反应中实现预期功能。

这套系统由美国华盛顿大学、英国牛津大学、英伟达等机构组成的国际联合研究团队搭建，团队可对单个原子进行建模，用于设计蛋白质与核酸，并于当地时间 16 日在国际期刊《科学》上发表了相关研究成果。该研究团队已于 2025 年 12 月 3 日开源 RFdiffusion3。

基于人工智能的蛋白质研究，已经从预测已有蛋白质的三维结构，进一步发展为设计具备目标结构与功能的全新蛋白质。华盛顿大学教授戴维·贝克是这项研究的通讯作者，他凭借利用计算机预测蛋白质结构方面的贡献获得了 2024 年诺贝尔化学奖，其标志性成果之一就是开发蛋白质结构预测人工智能系统 RosettaFold。

RosettaFold 学习构成蛋白质的氨基酸之间的空间关系，并利用这些信息预测蛋白质的三维结构。2023 年发布的 RFdiffusion1 与 2025 年发布的 RFdiffusion2，都是依托 RosettaFold 所用的结构预测网络开发而成，RFdiffusion 借此借助扩散模型确定氨基酸的位置以完成蛋白质设计。

RFdiffusion3 参考了另一款蛋白质结构预测程序 AlphaFold3 的网络架构进行开发，最多可用 14 个原子表征单个氨基酸，通过直接调整每个原子的三维坐标来设计全新蛋白质结构。研究团队借助该系统实现了对酶活性位点的精准设计。

当研究人员不仅指定反应所需原子的位置，还设定氢键的形成条件、特定原子在蛋白质内部的分布范围时，RFdiffusion3 就能生成满足全部约束条件的蛋白质结构。

研究人员选取现有酶的 41 个活性位点对比设计效果，结果显示在其中 37 组测试中，RFdiffusion3 的表现优于 RFdiffusion2，它生成蛋白质结构的速度大约是 RFdiffusion2 的十倍。由 RFdiffusion3 设计的对氧磷降解酶与肽裂解酶，都在真实实验中顺利完成了预期的化学反应。