Наука 17 октября 2026, 23:24 МСК

Лаборатория Бейкера с помощью ИИ создала протеазы, ускоряющие реакцию в 10 млрд раз

Учёные из лаборатории Дэвида Бейкера в Вашингтонском университете с помощью ИИ спроектировали искусственные протеазы, одна из которых ускоряет разрыв нужной связи в 10 миллиардов раз.

Протеазы — ферменты, разрезающие белки в строго определённых местах. Для их создания применили RFdiffusion2, формировавший основу структуры, и ProteinMPNN, подбиравший аминокислоты; варианты оценивали в AlphaFold3. Конструкции делали на основе цинковой и цистеиновой протеаз.

Одной правильной структуры оказалось недостаточно: среди 69 вариантов цистеиновой протеазы работоспособными были 13 (около 19%). У цинковых протеаз помогло задание положения молекулы воды, участвующей в реакции — активность проявили 35 из 38 вариантов. Замены аминокислот возле активного центра повысили эффективность: лучшая цистеиновая протеаза ускоряла разрыв связи в 10⁹ раз, улучшенная цинковая стала в 30 раз активнее исходной и дала ускорение в 10¹⁰ раз. Однако один из самых активных вариантов недостаточно избирательно разрезал белки.

Команда также создала цинковые протеазы для белков, связанных с болезнью Альцгеймера и лобно-височной деменцией, и получила фермент, разрезающий заданный белок в клетках. До медицинского применения далеко: белки трудно доставлять в ткани, они могут вызывать иммунный ответ, а ИИ-инструменты пока не позволяют напрямую задавать нужную каталитическую активность.

• Ускорение реакции до 10¹⁰ раз
• Работоспособны 13 из 69 цистеиновых вариантов
• Активны 35 из 38 цинковых с заданной водой