采用刚性的人工智能设计支架（Rigid AI-designed scaffolds）的Trimbody技术，能够实现对小分子蛋白质的原子级分辨率冷冻电镜（cryo-EM）结构 determination

《Nature Communications》：Trimbody with rigid AI-designed scaffolds enables atomic-resolution cryo-EM structure determination of small proteins

　　

摘要

由于信噪比低且结构特征不明显，冷冻电子显微镜（cryo-EM）在单粒子分析小型蛋白质结构时面临显著挑战。本文介绍了一种名为Trimbody的简单而强大的方法，该方法利用AI设计的刚性支架来克服这些限制。Trimbody由两个部分组成：一个三聚体支架（H3-PrAC-5350A）和一个重新设计的纳米体融合蛋白（Nb-TAIL）。通过RFdiffusion和ProteinMPNN技术设计的三螺旋结构（H3）和TAIL结构域稳定了纳米体（Nbs）与支架之间的相互作用，增强了系统的整体刚性，从而实现了高分辨率的冷冻电子显微镜分析。利用Trimbody，我们解析了四种分子量低于50 kDa的测试蛋白质的原子结构：人源Gal10（2.62 ?）、Aequorea coerulescens GFP（2.29 ?）、人源Nectin4的IgV结构域（2.43 ?）以及大肠杆菌的膜蛋白LacY（2.50 ?），展示了该方法的多功能性。Trimbody的简易性、成本效益以及与标准冷冻电子显微镜工作流的兼容性，使其成为研究小型蛋白质结构的通用工具，进一步推动了基于纳米体的药物开发和生命科学研究。