獻禮農歷新年!浙江大學張巖與章敏合作在頂刊Nature發表重要成果

當地時間2月16日，在農歷新年馬上到來之際，頂刊Nature單獨上線了一篇文章。這篇文章來自浙江大學，浙江大學的張巖與章敏合作，作為共同通訊作者發表了最新研究成果。該研究報道了GPCR外框架調節劑的從頭設計。G蛋白偶聯受體（GPCR）是重要的藥物治療靶點，目前藥物研發主要靶向其內源性激動劑結合的正構位點。然而，別構調控已成為GPCR藥物研發領域中極具前景與創新性的策略。

該研究從跨膜蛋白對GPCR的天然調控機制中獲得啟發，開發了GPCR外框架調節劑（外骨骼蛋白GEM）——一類特異性靶向GPCR跨膜結構域的從頭設計蛋白。研究采用類幻覺（hallucination）設計方法，結合三類結構性設計約束，構建出具有預期結合模式的GEM。

該研究以多巴胺D1受體為典型模型，系統探究了四種GEM。結構研究與功能實驗表明，這些GEM結合于跨膜結構域，并可發揮多種別構調控功能，包括激動型正向別構調節劑、負向別構調節劑及偏向性別構調節劑。該激動型正向別構調節劑（ago-PAM）GEM能夠恢復多種功能缺失型D1受體突變體的活性，顯示出在GPCR相關疾病治療中的潛在價值。

總之，該工作提出了一類靶向跨膜結構域的GEM，可作為強效GPCR別構調控分子，并凸顯了基于深度學習的方法在功能導向型膜蛋白設計中的應用潛力。據官網頁面顯示，該研究于2025年1月23日投稿，2025年11月24日被正式接受，文章被接受了過了近3個月，如今正式上線。

該研究第一單位為浙江大學，郭嘉、周云利、羅序梅和張谷芳為共同第一作者。文章最后通訊作者為張巖，1985年生，他2007年本科畢業于山東師范大學，2013年博士畢業于中國科學院上海有機化學研究所。博士畢業后他先后在美國密西根大學和斯坦福大學醫學院進行博士后研究。2018年，他回國加入浙江大學至今，目前為該校醫學院求是特聘教授，副院長，藥理學系主任。他主要研究方向為生命過程信號轉導與調控，結構導向的藥物發現，膜受體的人工智能設計。他曾獲談家楨生命科學創新獎、中國青年科技獎和教育部自然科學一等獎等榮譽。

本文共同通訊作者的章敏，她2011年本科畢業于浙江大學（數學與應用數學專業），2015年在紐約州立大學石溪分校（計算機專業）和浙江大學（數學專業）取得雙博士學位。此后她前往美國哈佛大學進行博士后研究，合作導師為華人菲爾茲獎得主丘成桐；并曾任哈佛大學醫學院講師。2020年浙江大學通過"百人計劃"將章敏引進，目前她為該校計算機學院研究員。章敏的主要研究方向為人工智能基礎算法、醫學人工智能、計算機圖形學和計算機視覺等；她曾獲世界華人數學家聯盟最佳論文獎、中國科協海外人才創新創業大賽一等獎、NIH Career Award和國際醫學核磁共振學會Summa Cum Laude Merit Award等榮譽。

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