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[AI学术] 适配体作为实验闭环的分子发现平台

发布于:2026-10-22 22:00 最后更新:2026-10-25 13:04
#AI #Machine Learning #LLM

尽管 AI 驱动的分子生成取得了突破,但现有的发现流程大多停留在计算阶段,湿实验仅用于最终验证,缺乏迭代改进的闭环。本文以蛋白结合适配体设计为实验平台(每轮 1‑2 周、每候选 $1\sim$ $3),构建了一个与 AI 系统闭环的湿实验环境。\ \ 我们让基于大语言模型的推理代理在三个设计‑测试‑改进循环中针对 α‑凝血酶和肌红蛋白开发结合适配体,每轮约 1,000 条候选、共计约 4,400 条构建。统计显示新候选的珠子校正命中率在 α‑凝血酶上从第 1 轮的 0.0% 提升至第 2 轮的 26.0% 再到第 3 轮的 42.1%(去除文献模体后为 37.1%),在肌红蛋白上分别为 10.2%、3.7% 与 33.5%。\ \ 对八个全长 α‑凝血酶候选进行单克隆珠子结合滴定,结果与混合测序富集度呈高度相关(Pearson $r = 0.90$)。在这些实验中,代理设计的文献来源模体通过降低非特异性反应实现了表观亲和力 $K_D = 24.6\sim133$ nM,而全新 scaffold 的亲和力约为低微摩尔级($K_D \approx 1\ \mu$M)。\ \ 利用肌红蛋白的结合数据,管线识别出 G‑四链体结合空间并诊断出交叉反应导致的目标特异性从 75.0% 降至 19.1%。随后通过策略调整将特异性恢复至 72.4%。\ \ 实验结果表明,实际实验数据的价值超过现有的计算代理,迭代的实验反馈使 AI 代理能够识别测定误差并在多轮中优化分子设计。\ \ 点评:本研究展示了在低成本、短周期的适配体平台上,LLM 代理通过实验闭环实现了显著的命中率提升,验证了实验反馈在分子发现中的关键作用。

原文链接: https://arxiv.org/abs/2610.24806

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