南大科研團隊用AI設計蛋白藥物，成為阻斷猴痘病毒感染的新希望揭示病毒黏附機制

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2025-02-18 09:37:13 極目新聞

在過去四年里，世界衛(wèi)生組織兩次將猴痘病毒列為全球最高級別的公共衛(wèi)生緊急事件。然而，目前針對猴痘的治療方法仍然非常有限。近日，南京大學化學化工學院鄭鵬教授課題組在猴痘病毒研究領域取得了一項新突破。團隊利用人工智能、分子動力學和單分子力譜等先進技術，解析了猴痘病毒如何感染和結合人體細胞的機制，并成功設計了可用于治療猴痘的新型蛋白候選藥物。研究成果已在國際著名生物期刊《elife》上發(fā)表。

猴痘病毒是一種人畜共患病毒，與天花病毒有密切關系。雖然它不像天花那么致命，但仍然會導致皮膚潰爛，嚴重時可能引發(fā)肺炎或腦炎。目前已在100多個國家和地區(qū)發(fā)現(xiàn)了猴痘確診病例，找到猴痘的“弱點”并開發(fā)新藥和疫苗變得至關重要。

課題組突破了傳統(tǒng)研究手段的限制，結合人工智能與分子動力學模擬，首次解析了猴痘病毒感染宿主細胞的關鍵分子機制。研究人員通過AI技術分析大量病毒蛋白結構數(shù)據(jù)，并結合分子動力學模擬，精確預測了猴痘病毒表面蛋白與宿主受體的結合模式。隨后，通過單分子力譜技術，直接測量了病毒蛋白與宿主細胞受體的相互作用力，最終揭示了病毒的黏附機制。研究發(fā)現(xiàn)，猴痘病毒利用特定蛋白與宿主細胞膜上的受體結合，形成強大的分子相互作用，從而實現(xiàn)穩(wěn)固的感染。這一發(fā)現(xiàn)為阻斷病毒侵染提供了全新策略。

過去，科學家發(fā)明一種新藥通常需要10到15年時間，需要大量的實驗，測試成千上萬種分子，看看哪種可以對抗病毒或細菌。這個過程既費時間又很難成功。而AI技術可以讓這一過程變得更快、更精準。一方面，AI可以幫助找到病毒的“弱點”，即病毒進入人體細胞所需的特殊蛋白質，科學家可以用AI分析病毒的結構，找到最關鍵的部分作為藥物攻擊的目標。另一方面，AI可以在電腦里模擬成千上萬種可能的藥物分子，快速找到最有可能有效的候選藥物，然后再進行實驗驗證，從而節(jié)省幾年的時間。

團隊不僅在AI建模、分子動力學模擬、單分子力譜測量等多個領域進行了深入研究，還整合了生物化學、計算生物學和生物物理學等跨學科技術，推動了蛋白藥物研發(fā)的新方向。鄭鵬表示，未來隨著AI技術的發(fā)展，AI設計蛋白藥物有望成為抗病毒治療的新范式，徹底改變現(xiàn)有的藥物研發(fā)模式。希望通過AI技術，讓蛋白設計進入智能化時代，開發(fā)更多基于AI的新型藥物和疫苗，加速人類對抗疾病的步伐。

(責任編輯：于浩淙 zx0176)

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