AI正在重新设计生命,David Baker要用蛋白质造计算机和分子机器
诺奖得主 David Baker 因从头蛋白质设计的开创性贡献获伦敦皇家学会克鲁恩奖章,并在获奖演讲中回顾过去一两年的工作。他称 AI 辅助蛋白质设计已让结合靶点接近解决,团队转向设计只在特定条件下启动的开关蛋白,并提到新一代模型 RFD4 生成的结构许多从第一轮起就有活性。
诺奖得主 David Baker 因从头蛋白质设计的开创性贡献获伦敦皇家学会克鲁恩奖章,并在获奖演讲中回顾过去一两年的工作。他称 AI 辅助蛋白质设计已让结合靶点接近解决,团队转向设计只在特定条件下启动的开关蛋白,并提到新一代模型 RFD4 生成的结构许多从第一轮起就有活性。
斯坦福团队 ProVADA 模型作者在 bioRxiv 预印本基础上撰文,对比自家 ProVADA 与 David Baker 团队 MINT、普林斯顿团队 MESSI 三条生成式 AI 去免疫原性路线。
推荐理由:ProVADA 作者对比三篇预印本的去免疫原性路线,梳理实验验证目标与序列改动幅度的取舍。
2026 年 11 月 3 日,David Baker 在伦敦皇家学会发表 Croonian 奖项演讲,以“Advances in computational protein design”为题展示团队及合作者近一两年在结合蛋白、条件响应开关、从头酶和蛋白质材料方面的进展。
推荐理由:以一场奖项演讲为线索,串联结合蛋白、条件开关与从头酶的多项进展,呈现蛋白质设计从识别走向执行功能的路径。
作者记录了Anthropic × Adaptyv蛋白设计大赛Challenge 5的轨道B方案:用RFdiffusion-Ab在h-NbBCII10人源化VHH骨架上生成500条CDR骨架,经ProteinMPNN生成2000条序列,再用RF2打分筛选出20条提交,全部在单块RTX 5080上耗时约68小时。
推荐理由:记录从500条RFdiffusion骨架到20条提交的完整计算流水线,并给出运行耗时与踩坑细节,可供同类设计复用。
感谢今天来观看Paper Talk直播的各位!🩵🩷 这次我们介绍了IPD × NVIDIA共同开发的蛋白质设计模型“RFD4-Proteina”!🤖✨ 错过直播的朋友,或者想再仔细看一遍的朋友,请务必从存档观看!
稍后11/1 10AM (JST)开始直播✨ 这次要讲解的是华盛顿大学IPD与NVIDIA共同研究的蛋白质设计模型RFD4-Proteina! 初次观看的朋友也非常欢迎! 请一定来实时观看哦🙌
针对阿尔茨海默病、ALS等神经退行性疾病,现有7项AI蛋白质设计研究覆盖金属蛋白酶降解Aβ与TDP43、靶向FUS/Amylin/Aβ/Tau/TDP43的binder设计及病理修饰检测,多数由David Baker团队完成。金属蛋白酶研究仅完成体外实验,细胞与动物验证仍是挑战;靶向无序蛋白的binder设计曾尝试polyQ但失败。整体研究数量不多,尚无AI设计蛋白药物进入AD治疗。
David Baker、Nir Hacohen等人在bioRxiv发布预印本,提出MINT方法,在保留蛋白质功能的前提下降低CD8⁺ T细胞免疫原性。
推荐理由:该预印本把免疫原性纳入蛋白设计目标,并用小鼠实验比较高低表位设计的T细胞反应,为去表位设计提供了可参照的验证路径。
悉尼科技大学、华盛顿大学、伊利诺伊大学厄巴纳—香槟分校和浙江大学研究者在arXiv发布论文,提出残基级可设计性偏好优化方法ResiDPO,用它微调LigandMPNN得到EnhancedMPNN。
推荐理由:论文把AlphaFold2逐残基置信度反馈用于微调LigandMPNN,为序列设计筛选通过率提供了可比较的提升数据。
EPFL Bruno Correia 团队等人在 bioRxiv 发布论文,报道计算设计的光控蛋白开关系统 SPARC,将视黄醛结合、光诱导构象变化与短肽识别整合到同一蛋白中。
推荐理由:该预印本展示如何把视黄醛异构化的几何变化转化为可设计的蛋白构象开关,并给出多状态序列设计流程。
David Baker 团队 2026 年已发表 5 篇膜蛋白相关 AI 研究成果,涵盖从头设计、膜蛋白制备与结构机制研究。
推荐理由:梳理 Baker 团队今年 5 项膜蛋白 AI 设计工作,重点呈现 GPCR 迷你蛋白设计与 WRAP 增溶两条技术路线。
IPD与NVIDIA于10月公开RFD4-Proteina的代码与模型权重,模型把序列与结构放进同一生成过程,并提供候选搜索与评估入口,核心许可为BSD 3-Clause。
推荐理由:结合开源入口、计算基准口径与两组湿实验,给出团队自评该蛋白设计模型是否值得采用的判断框架。
NVIDIA与华盛顿大学医学院蛋白质设计研究所联合发布开源模型RFD4-Proteina,归属NVIDIA BioNeMo,兼具可编程蛋白质设计与搜索能力,可基于分子输入、约束条件和评分目标检索并优化设计方案。
华盛顿大学David Baker团队在Nature发表两篇论文,分别从头设计半胱氨酸蛋白酶和锌离子辅助的金属蛋白酶,并在哺乳动物细胞中检测到切割活性。
推荐理由:两篇 Nature 论文报告从头设计半胱氨酸与金属蛋白酶的初筛成功率、动力学参数和晶体结构验证,并讨论催化水与预组织对活性的影响。
华盛顿大学蛋白质设计研究所 Kejia Wu、David Baker 等与麻省总医院等团队在 bioRxiv 发布预印本,通过从头设计获得识别 Tau 和 Aβ 特定化学修饰的蛋白探针。
推荐理由:该预印本展示了按邻近磷酸化状态定制 Tau 探针的设计思路,并给出从合成肽到细胞与脑组织的验证链条。
作者以使用者视角梳理 Baker Lab 与 NVIDIA 的 RFD4-Proteina 官方文档,按 Quickstart、Cookbook、输入条件、Reward-Guided Search、Metrics 与 Agent Skills 的顺序给出上手路线。
推荐理由:文章按官方文档梳理 RFD4-Proteina 从输入约束、生成搜索到 Agent 编排的实操路径,便于团队复现工作流。
Baker Lab 与 NVIDIA GenAIR 等团队开发的全原子生成模型 RFD4-Proteina 发布全流程教程。正文仅说明该模型的开发方与“全原子生成模型”定位,未披露具体方法、评测数据或可用性信息。
华盛顿大学IPD与Rice大学团队在bioRxiv发布预印本,用AlphaFold3绘制TAD-辅因子界面地图、RFdiffusion与ProteinMPNN生成结构化binder,经哺乳动物功能池筛获得超过300个针对Mediator、BRD4、NCOA、p300的nM级binder。
推荐理由:该预印本把转录激活拆成可设计的辅因子募集零件,并给出亲和力阈值与CRISPRa对比数据,便于理解控制层模块化路径。
RFD4-Proteina 发布,相较 RFD3 改用受力场能量监督的 32 维物理启发潜在空间,并引入内在循环精炼与外在搜索引导的双重潜在推理。干实验中小分子结合聚类通过率为 14.3%(RFD3 为 2.4%),77 个测试靶点全部覆盖;湿实验中 288 个双金属磷酸三酯酶设计有 89 个显示催化活性,最佳催化效率 3,600/M/s。
推荐理由:对比RFD4-Proteina与RFD3在表征、推理机制和湿实验催化设计上的分工,便于判断不同任务的模型选型。
华盛顿大学David Baker团队与苏黎世联邦理工学院Donald Hilvert合作,于2026年10月14日在Nature在线发表金属蛋白酶计算设计研究,用RFdiffusion 2仅指定锌基催化中心与相邻肽结合口袋位置、其余序列由模型生成,135种设计中36%能特异切割指定底物的目标肽键,最优设计水解速度比背景反应快超10⁸倍,优化活性位点预组织后可达10¹⁰倍以上。
UW 蛋白质设计研究所(IPD)与 NVIDIA 联合发布开源蛋白设计模型 RFD4-Proteina,已接入 NVIDIA BioNeMo。据 NVIDIA 介绍,该模型在 200 个残基长度下生成速度比 RFdiffusion3 快 13 倍,在 12 项以上蛋白设计任务上达到当前最优,并支持自定义设计输入与在难题上使用测试时计算。官方提供结合剂设计教程与项目主页 rfd4-proteina.org。
推荐理由:IPD 与 NVIDIA 联合发布开源蛋白设计模型,给出相对 RFdiffusion3 的生成速度与任务覆盖对比。
NVIDIA 与华盛顿大学医学院蛋白设计研究所发布开放模型 RFD4-Proteina,将可编程蛋白设计与搜索能力结合,可按分子输入、约束和评分目标生成并优化蛋白设计。
推荐理由:该开放模型把可编程蛋白设计与搜索结合,并在四类基准上报告了相对基线的设计成功率与吞吐表现。
该文汇总了David Baker团队已发表的六项靶向无序序列或无序蛋白(IDPs/IDRs)的从头蛋白质设计工作,并逐篇解读设计策略与实验结果。其中Logos法在43个靶点中39个获得结合物(90.7%),RFdiffusion扩散方法在7个IDP/IDR靶点上均获3–100 nM亲和力结合物,最新MYC结合物在多种肿瘤模型中抑癌效果优于Omomyc。
华盛顿大学David Baker团队在预印本中提出Chaperone,一个将RFdiffusion3与ProteinMPNN、AlphaFold3等50多种蛋白质设计工具集成到统一DataFrame接口的轻量级智能体框架。
华盛顿大学 David Baker 领导的蛋白质设计研究所(IPD)在 Nature 发表两篇论文,用 AI 程序生成新型蛋白酶,分别设计出金属蛋白酶(DOI: 10.1038/s41586-026-11167-2)和半胱氨酸蛋白酶(DOI: 10.1038/s41586-026-11143-w)。
文章对比了David Baker团队发表于《Nature》的金属蛋白酶计算设计与曹龙兴团队发表于《Vita》的靶向Aβ切割金属蛋白酶从头设计两项研究。两者均用RFdiffusion系列或ProteusFlow生成骨架、LigandMPNN优化序列并结合AlphaFold2/3多状态筛选,实测结构与设计模型Cα RMSD约0.8–1.88 Å。
推荐理由:对比两篇金属蛋白酶从头设计论文,梳理生成模型、筛选体系与结构验证的异同,并指出周转率差距。
华盛顿大学David Baker团队在Nature发表研究,用RFdiffusion2-MI从头设计以活化半胱氨酸亲核体为核心的蛋白酶,69个设计中13个具切割活性,成功率19%,相对背景反应速率提升最高3×10⁷倍。
Baker团队在bioRxiv预印本中报告,用Logos框架与RFdiffusion针对MYC的4个保守表位(MBI Loop 1、MBIIIa Loop 2、MBIV Loop 3及bHLH螺旋表位)从头设计结合蛋白,初筛192个设计中15个亲和力优于500 nM,成功率约7.8%。
推荐理由:该预印本报告用Logos与RFdiffusion靶向MYC无序区设计结合蛋白,并给出亲和力优化与体内抑瘤数据,可作为无序靶点设计的参照。
David Baker团队在Nature发表研究,利用RFdiffusion系列生成模型从头设计含锌配位中心和多肽结合口袋的金属蛋白酶,135个实验测试设计中36%能在预期位置切割多肽底物。
推荐理由:研究把从头酶设计从酯键水解推进到稳定肽键,并指出显式建模催化水分子是成功率差异的关键。
David Baker 团队在 Nature 发表研究,用 AI 从头设计可切断指定肽键的金属蛋白酶:结构评估仅考虑 Zn²⁺ 时实验成功率为 14/95(约 15%),同时考虑 Zn²⁺ 和催化水后升至 35/40(约 88%)。
推荐理由:解读 Baker 团队金属蛋白酶设计研究,说明催化水如何改变计算筛选的成功率。
Baker团队在《Nature》报告用RFdiffusion2/3与EnhancedMPNN从头设计金属蛋白酶,显式建模锌配位催化水分子后湿实验筛选阳性率从15%升至88%。代表性设计TDPn3可定点切割全长TDP-43单体与寡聚体,SDS-PAGE和质谱确认断裂位点,阴性对照无切割条带。作者指出最强变体Zn45_v2周转率仍比顶级天然金属蛋白酶低约2个数量级,且尚无细胞或动物实验验证。
推荐理由:文章拆解了Baker团队金属蛋白酶从头设计的策略演进,并点明催化效率与体内验证的具体边界。
华盛顿大学等团队在《Nature》报告用 RFdiffusion2 分子界面版本生成骨架、ProteinMPNN 设计序列并经 AlphaFold 3 复核,从头设计出能按序列切割多肽的半胱氨酸蛋白酶,69 个实验候选中有 13 个具切割活性。
研究人员在 Science 发表 RFdiffusion3(RFD3),一种基于全原子自由扩散的生成式模型,可在统一框架下设计蛋白质、RNA、DNA 及其复合物,并直接以催化原子坐标、氢键和配体埋藏等条件构建功能位点。
推荐理由:该研究把生成式设计从残基级推进到全原子级,并给出人工酶实验活性数据,可作为理解功能位点设计边界的参照。
UW 蛋白质设计研究所(IPD)的 Anqi Chen、Kejia Wu 和 Hojae Choi 从头设计出蛋白酶,这些“分子剪刀”能高精度切割用户指定的目标序列。该成果本周发表于 Nature,推文未披露切割效率、特异性数据或实验体系。
作者在 Science 发文更新去年提出的扩散方法 RFdiffusion3,称其在针对淀粉样序列的序列特异性蛋白酶和用于农药降解的金属水解酶设计上有显著改进。推文未披露具体指标、实验体系与对照结果。
华盛顿大学David Baker团队10月14日在Nature发表两篇论文,用RFdiffusion、ProteinMPNN和AlphaFold 3从头设计半胱氨酸蛋白酶与金属蛋白酶。
推荐理由:两篇 Nature 论文报告从头设计半胱氨酸与金属蛋白酶的实验成功率与催化加速,并给出与天然酶的差距。
David Baker 团队发布蛋白生成模型 Prompteina,以英伟达 Complexa 为底子、用 5240 万条结构描述训练,可直接接受自然语言指令设计蛋白。据该文,它在 18 项任务中胜出 15 项,折叠架构控制指标提升到 51.1%,在 20 个靶点盲测中至少胜出 13 个。湿实验针对 GM2A 靶点挑选 90 个设计,筛出 6 个有效结合剂,最强亲和力为 107 nM。
推荐理由:介绍 Prompteina 用自然语言指令驱动蛋白生成,并给出湿实验筛出结合剂的结果,便于了解该方向的方法与证据边界。
David Baker团队联合新加坡国立大学和AI2提出文本条件化全原子蛋白质结构生成模型Prompteina,以自然语言作为统一条件入口,基底为NVIDIA团队的Complexa。
推荐理由:梳理Prompteina如何用自然语言统一蛋白生成接口,并完整走通agent设计到湿实验命中的链条。
David Baker、Neil King 等人在 bioRxiv 发布预印本,提出通过从头蛋白质设计在糖链周围构建结构遮挡、限制加工酶接近,从而控制 N-连接糖链组成。
推荐理由:解读 Baker 团队预印本如何用结构遮挡控制糖型,并给出从约1%到约47%的筛选改进路径。
David Baker与Neil P. King团队在bioRxiv发布预印本,提出通过从头蛋白质设计编程N-糖基化位点与聚糖组成。流程整合RFdiffusionAA、LigandMPNN、RF3/AF3与ΔRASA空间包埋指标,使高甘露糖型糖蛋白设计成功率从第一代的1.0%(1/97)提升至46.5%(20/51)。