OPUS-Design: Diseñando secuencias de proteínas a partir de estructuras de columna vertebral con 3DCNN y modelo de lenguaje de proteínas

Resumen El diseño de secuencias de proteínas, también conocido como plegamiento inverso de proteínas, es una tarea crucial en la ingeniería y diseño de proteínas. A pesar de los recientes avances en este campo, que han facilitado la identificación de secuencias de aminoácidos basadas en estructuras de columna vertebral, lograr niveles más altos de precisión en las tasas de recuperación de secuencias sigue siendo un desafío. En este estudio, introducimos un método de diseño de secuencias de proteínas en dos etapas llamado OPUS-Design. Nuestra evaluación de objetivos recientemente publicados de CAMEO y CASP15 muestra que OPUS-Design supera significativamente a varios otros métodos líderes tanto en objetivos monómeros como en oligómeros en términos de tasa de recuperación de secuencias. Además, al utilizar su versión ajustada OPUS-Design-ft y nuestro trabajo previo OPUS-Mut, hemos diseñado con éxito un mutante de doble punto resistentes al calor de la lisozima T4 que demuestra una actividad enzimática residual que supera a la del tipo salvaje T4 en más del doble cuando ambos son sometidos a un tratamiento de calor extremo a 70 °C. Es importante destacar que este logro se ha alcanzado a través de la verificación experimental de menos de 10 candidatos mutantes, lo que alivia significativamente la carga del proceso de verificación experimental.