别构抗体的新兴范式与人工智能(AI)的进步相辅相成,为治疗创新开辟了新机遇。 [1]别构抗体设计领域为调控蛋白质功能提供了独特机遇,不仅为治疗曾被视为"不可成药"的疾病开辟了新途径,更在癌症和神经退行性疾病等复杂病症的治疗中实现了更高精度的靶向干预。这一新兴领域同时对知识产权保护提出挑战——涉及独特作用机制的发明投资、人工智能与生物技术的融合应用,以及新型诊断与治疗方案的开发均面临创新保护的复杂课题。
什么是别构抗体?
传统抗体疗法通常以蛋白质的活性位点为靶标,直接与天然配体或底物竞争。而别构抗体则结合于与活性位点不同的区域,即所谓的别构位点。 抗体与别构位点的结合可触发蛋白质内部构象变化,从而改变其活性或与其他分子的相互作用。这种能力使别构抗体能够以可预测的方式改变蛋白质的生物活性,超越了单纯靶向活性位点和配体结合的局限,为治疗策略和药物研发提供了创新应用前景。
机器学习在别构抗体开发中的作用
机器学习和计算结构生物学领域的进展,通过识别靶标蛋白中的别构活性区域并设计能结合别构靶点、实现靶标蛋白预期构象改变的抗体,极大促进了别构抗体的研发。 设计别构抗体需综合考量"目标蛋白与抗体的完整构象动力学"[1],以筛选出能实现目标蛋白预期构象改变的抗体。这要求对复杂庞大的数据集进行分析,而机器学习技术恰能为此提供有力支持。
别构抗体的应用
别构抗体有望通过以下方式重新定义治疗手段乃至整个药物研发领域:
- 针对此前“无法用药物治疗”的疾病的新药
- 支持小分子筛选
- 结构研究中的伴侣蛋白
由于别构抗体具有推动治疗创新的潜力,且该领域投资保护面临着机器学习与生物技术交叉带来的独特挑战,其研发进程应受到密切关注。
[1]Fournier, Léxane 等,别构抗体:药物研发中的新范式,《药理学趋势》,第0卷,第0期
除了作为治疗药物应用外,别构抗体还被开发为辅助小分子高通量筛选(HTS)的工具。随着现代计算方法的发展,别构网络与通信机制的识别工作正持续推进。当前的挑战在于实现别构抗体的定向设计。因此,设计别构抗体时必须全面考量靶标蛋白与抗体两者的完整构象动力学。
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别构作用常被视为生命的第二大奥秘,如今正逐渐显现为抗体中不那么神秘的调节活性。