传统药物研发需先确定致病靶点(如癌细胞受体),再筛选数以万计的候选分子。KAIST团队开发的BInD(键合与相互作用生成扩散模型)首次实现仅凭靶蛋白结构直接设计优化药物分子,无需任何先验分子数据。该模型同时预测药物与靶点的非共价结合机制,为药物发现开辟新路径。
韩国科学技术院(校长李光亨)宣布,化学系金宇贤教授团队8月10日研发出BInD系统。该AI模型首次实现仅基于蛋白质结构设计候选药物分子,突破传统方法需已知结合分子的限制。其核心创新在于"同步设计"——既往AI模型需分离进行分子生成与靶点结合评估,而BInD在生成过程中即整合结合机制考量,通过共价键类型、原子位置与相互作用的可视化构建,一次成型高稳定性有效分子。
该模型突破性地同时满足多重药物设计标准:靶点亲和力、类药性与结构稳定性。不同于传统模型需权衡单一目标,BInD通过扩散模型机制从随机状态逐步精修结构(与AlphaFold 3采用的诺奖级技术同源),但创新性引入化学规律知识库(如键长、配体距离),生成更符合实际的分子结构。
研究团队开发的优化策略可复用既往优异结合模式,在无需重新训练的情况下持续优化候选药物。该模型已成功生成可特异性结合EGFR(癌症相关靶点)突变残基的分子结构,突破既往需输入分子结合条件的局限。金宇贤教授表示:"新AI系统可自主学习靶点强结合关键特征,这种无需先验输入的设计模式将革新药物研发范式,基于化学相互作用原理的结构生成有望加速可靠药物开发。"
参考文献:Lee J, Zhung W, Seo J, Kim WY. BInD:多目标结构药物设计的键合与相互作用生成扩散模型. Adv Sci. 2025:e02702.
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