Unsupervised evolution of protein and antibody complexes with a structure-informed language model

计算生物学 可进化性 计算机科学 蛋白质结构 严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2) 序列(生物学) 抗体 蛋白质测序 蛋白质设计 2019年冠状病毒病(COVID-19) 蛋白质工程 功能(生物学) 人工智能 肽序列 生物 基因 医学 免疫学 遗传学 生物化学 病理 传染病(医学专业) 疾病
作者
Varun R. Shanker,Theodora U. J. Bruun,Brian Hie,Peter S. Kim
出处
期刊:Science [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:385 (6704): 46-53 被引量:37
标识
DOI:10.1126/science.adk8946
摘要

Large language models trained on sequence information alone can learn high-level principles of protein design. However, beyond sequence, the three-dimensional structures of proteins determine their specific function, activity, and evolvability. Here, we show that a general protein language model augmented with protein structure backbone coordinates can guide evolution for diverse proteins without the need to model individual functional tasks. We also demonstrate that ESM-IF1, which was only trained on single-chain structures, can be extended to engineer protein complexes. Using this approach, we screened about 30 variants of two therapeutic clinical antibodies used to treat severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infection. We achieved up to 25-fold improvement in neutralization and 37-fold improvement in affinity against antibody-escaped viral variants of concern BQ.1.1 and XBB.1.5, respectively. These findings highlight the advantage of integrating structural information to identify efficient protein evolution trajectories without requiring any task-specific training data.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Ava应助oui采纳,获得10
刚刚
能干的吐司完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
jjjdcjcj发布了新的文献求助10
1秒前
周破儿完成签到,获得积分10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
传奇3应助明朗采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
senhoo发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
小狗完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
昏睡的实验室小白完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
yar应助大青山采纳,获得10
6秒前
Rondab应助mariawang采纳,获得10
6秒前
yqb发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
一条裸游的鱼完成签到,获得积分10
8秒前
二白关注了科研通微信公众号
8秒前
9秒前
9秒前
超帅听枫发布了新的文献求助10
9秒前
11秒前
11秒前
fish1116发布了新的文献求助100
11秒前
11秒前
bbbbb沫完成签到,获得积分20
11秒前
峥2发布了新的文献求助10
11秒前
wzy完成签到,获得积分10
11秒前
xxxllllll发布了新的文献求助10
12秒前
干净映天完成签到 ,获得积分10
12秒前
LJ_scholar发布了新的文献求助10
13秒前
kuny完成签到,获得积分10
13秒前
勤恳的夏之完成签到,获得积分20
14秒前
wzy发布了新的文献求助10
14秒前
钵钵鸡完成签到 ,获得积分10
14秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 350
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3988732
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3531027
关于积分的说明 11252281
捐赠科研通 3269732
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1804764
邀请新用户注册赠送积分活动 881869
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 809021