近期，国际计算机机器学习与人工智能顶尖会议ICML 2023公布了论文审稿结果，其中由被誉为“AI蛋白质折叠奠基人”的许锦波教授创立的AI蛋白质设计领军企业分子之心（MoleculeMind）与香港理工大学合作完成的研究成果“针对特定底物的零样本酶生成技术”被会议收录。
该研究实现了针对全新分子或生物反应的催化剂生成技术，能够按照需求生成专属催化剂。相较于自然界中的传统酶以及传统方法设计的酶，该技术在催化效率、稳定性等方面展现出显著优势，对生物医、生物制造等产业的发展具有重大价值。
面对生物经济的发展瓶颈，传统的酶在应对新型化学分子时显得力不从心。麦肯锡的调研数据显示，由于缺乏理想的生物催化剂，生物产业在制造、化工、农业等领域面临着巨大的产能损失。传统的酶发现与优化方法，如定向进化或理性设计，存在耗时耗力、成功率低等问题，难以满足产业的日益增长需求。
在此背景下，AI蛋白质设计展现出巨大的潜力。传统的AI酶优化设计主要关注已知酶的优化，对于全新酶的生成仍然面临挑战。分子之心研究团队通过创新性的技术融合，成功打破了这一壁垒。
针对新酶生成的难题，即在没有直接催化数据的情况下生成酶，分子之心研发出一种全新的AI酶设计方法——“SENZ”。该方法结合了生物信息大数据检索和生成式AI技术，能够在没有训练数据的情况下，基于底物结构相似性检索并创造出具有特定功能的酶。这一技术为从未知底物到高效催化剂的设计提供了全新的通道。
为了验证SENZ的先进性，研究团队成功设计了一种自然界不存在的污染物克星——甲基膦酸盐降解酶。相较于其他主流酶设计方法，SENZ生成的酶表现出显著的优势。这一成果意味着每个化学分子都能通过SENZ配备专属的催化剂，生物制造领域有望减少对自然进化的依赖。
分子之心不仅在酶设计领域取得重要进展，还研发了多种具有首创性和产业价值的AI蛋白质设计方法。例如全球首个多模态AI蛋白质基础大模型NewOrigin、业界首个一站式AI蛋白质预测、优化、设计技术平台MoleculeOS等。这些前沿技术的应用为生物制造和生物医领域的发展注入了新的动力。
依托这些前沿技术，分子之心与多家生物制造和生物医领域的头部企业展开深度合作，共同开发产业急需的“超级蛋白”。在生物制造领域的应用中，分子之心与凯赛生物合作优化了一个关键酶蛋白，通过AI设计的蛋白结构显著提升菌种产率。在物研发领域的应用中，分子之心解决了蛋白稳定性难题，快速设计出理想的候选蛋白突破相关稳定性专利。这些实际应用的成功案例证明了AI蛋白质设计的价值和潜力。
未来三年，分子之心计划将“按需设计”能力扩展至抗体、工业酶全领域。许锦波教授表示，公司将继续打造设计生物分子的AI新引擎为应对健康、环境与可持续发展的重大挑战提供全新的生物解决方案。同时还将积极探索更多前沿技术与应用场景推动生物经济的发展和创新。
