Протеины, спроектированные с помощью ИИ, которые выдерживают 150 °C и наноньютонные силы Протеины обычно являются хрупкими машинами. Если их нагреть, потянуть или подвергнуть высокотемпературной стерилизации (как это делается в больницах), большинство из них развернется и агрегируется, теряя свою функцию. Тем не менее, многие природные системы — такие как мышечный титин или паутина — намекают на то, что если организовать водородные связи β-слоев правильным образом, можно получить замечательную механическую прочность и термостойкость. Бин Чжэн и соавторы берут эту идею и доводят ее до предела. Начав с домена титина I27, они используют конвейер ИИ+MD — RFdiffusion для генерации остова, ProteinMPNN для проектирования последовательности, ESMFold/AlphaFold2 для предсказания структуры и направленное/отжиговое MD для скрининга — чтобы систематически удлинить несущие силы β-цепи и максимизировать водородные связи остова в сдвиговой геометрии. На протяжении нескольких раундов проектирования они увеличивают сеть с 4 до 33 водородных связей остова, создавая серию протеинов "SuperMyo" с силами развертывания выше 1,000 пН — примерно в 4 раза сильнее, чем I27 при тех же условиях натяжения. Удивительно, что эти протеины не только повторно сворачиваются после воздействия силы, но и сохраняют структуру и функцию после воздействия 150 °C и повторных циклов высокотемпературной стерилизации, и могут использоваться в качестве сшивающих агентов для создания гидрогелей, которые выдерживают эти обработки в целости. Сообщение мощное: комбинируя генеративный дизайн протеинов с физико-математическими симуляциями, теперь возможно превратить простой принцип — упаковать как можно больше водородных связей в режиме сдвига в β-слои — в синтетические протеины и материалы, которые соперничают или превосходят собственные механостабильные системы природы, позволяя создавать гидрогели и биоматериалы на основе протеинов, которые остаются функциональными в условиях, которые обычно уничтожают обычные протеины. Статья: