人工智能应用- 人工智能交叉:04. 安芬森理论

克里斯蒂安·安芬森(Christian B. Anfinsen,1916-1995),美国生物化学家,1972 年诺贝尔化学奖得主,创立了酶的化学合成理论。

蛋白质的变性与重建过程。蛋白质在一定条件下会破坏其"原生结构",当条件允许时,又可以恢复其结构。图片来源:Supraja 2019.

1961 年,诺贝尔化学奖得主克里斯蒂安·安芬森提出了一项重要理论,揭示了蛋白质的空间结构与其氨基酸序列之间的内在关系。

安芬森通过实验发现,当蛋白质在特定条件下变性(即其原有的空间结构被破坏)后,如果重新提供适当的环境,蛋白质有可能自行恢复到其原有的功能性结构。基于这一观察,安芬森提出了一个理论,认为蛋白质的氨基酸序列决定了蛋白质的"原生结构",即蛋白质在天然状态下所能形成的最稳定、能量最低的状态。当环境条件(如温度、pH 值、溶液成分)发生变化时,蛋白质的结构可能发生变化,形成特定条件下的特殊结构。

如图所示,相同的氨基酸序列可以折叠成多种不同的空间结构,这些结构对应不同的能量状态,而最低能量状态的结构便是蛋白质的"原生结构"。安芬森理论的重要性在于,它揭示了一种可能的计算方法:如果我们已知蛋白质的氨基酸序列,那么理论上就能够预测其原生结构。

蛋白质在不同空间结构下的能量不同,"原生结构"处于最低能量状态。图片来源:Dill et al., 2012.

安芬森理论为解析蛋白质结构提供了一种完美的解决方案。由于氨基酸测序技术已经相对成熟,如果安芬森理论完全成立,我们就可以通过氨基酸序列来预测蛋白质的原生结构,从而极大提高蛋白质结构解析的效率。这一突破对生物学研究具有深远影响。

图: 基于氨基酸序列来预测蛋白质结构

相关推荐
CQU_JIAKE7 分钟前
10.30【大模型】
人工智能
LMT流氓兔8 分钟前
第五单元——第十六课:给书店助手加上网页界面
java·开发语言·jvm·人工智能·oracle·langchain·1024程序员节
小许学java11 分钟前
AI通识与基础
人工智能·langchain
代码方舟12 分钟前
零信任架构实战:基于天远企业法人四要素高级版构建自动化电子印章授权与签约准入网关
人工智能·架构·自动化·区块链
专注仿真15 分钟前
梯度提升类(XFBoost)算法详解与代码实例
开发语言·人工智能·python·算法·大模型训练·控制算法
IT_陈寒30 分钟前
JavaScript的this坑人实录,这次我真的记下来了
前端·人工智能·后端
一只游鱼30 分钟前
LangGraph快速入门 —— Agent 是怎么转起来的
人工智能·ai·agent·langgraph
Rocky Ding*1 小时前
深入浅出GroundingPI技术解析:精确空间感知如何迁移到机器人动作
论文阅读·人工智能·深度学习·机器学习·aigc·ai-native·具身智能
starzy19901 小时前
Scala循环与判断:一切皆表达式的控制流
开发语言·人工智能·scala
QYR_111 小时前
全球新能源汽车热管理零部件市场2032年预计突破1854亿元,CAGR达8.2%
人工智能