案例 | GeoFlow V3 重构蛋白试剂设计范式,一轮拿到pM亲和力工业级分子

传统蛋白理性设计中,优化数个氨基酸常常用到建库筛选的方法。在机制不明确、活性位点不确定时,往往需要多次建库,研发周期相当漫长。

GeoFlow V3 借助生成式 AI 和多步推理开辟了全新的分子进化路径,能精准、智能地完成数十个氨基酸的同步进化,将合成与测试样本需求降低几个数量级,实现研发效率的飞跃。

百奥几何在蛋白试剂领域已积累了丰富的实战经验,证明了GeoFlow V3 在多种性质和场景的强大适用性。

案例一 功能蛋白关键区段从头设计

一轮拿到pM亲和力分子 各方面性质符合工业化需求

随着生物技术与医药产业的飞速发展,重组蛋白已成为现代生物药(如单克隆抗体、疫苗、细胞因子)、酶制剂、诊断试剂的核心物质基础。在其制备流程中,亲和层析因其高选择性、高收率的特点,成为重组蛋白纯化不可或缺的关键步骤。

该技术的核心依赖于一对高特异性相互作用的分子:固定在层析介质上的填料蛋白与融合在目标蛋白上的亲和标签

一个具有超高亲和力的的填料蛋白,是优化整个生产流程的关键。其核心价值在于:

  • 提升结合强度:通过增强填料蛋白与标签的亲和力,可显著提高动态结合载量(DBC),允许在更快的流速下捕获更多目标蛋白,直接提升生产效率。
  • 增强工艺稳健性:高亲和力结合意味着在洗脱环节可以采用更温和的条件,有助于保护目标蛋白的活性,同时降低对填料本身的损伤,延长使用寿命。

但高性能的填料蛋白往往经行业巨头/“隐形冠军”多年研发,受到层层专利保护。后来者如果只是在原有分子上“小修小补”,极易陷入专利纠纷,无法构建自己的技术和商业护城河。

此外,整个研发过程耗时长、效率低,且不确定性极大。

以某功能蛋白的改造为例,对标分子仅针对一个关键活性区段的优化,就历经五轮建库,筛选了上百万条序列,才从天然分子转变为亲和力、热稳定性及酸碱稳定性等符合工业应用条件的分子。

在该填料蛋白的替代设计任务中,百奥几何从移除该关键活性区段的序列出发,使用 GeoFlow V3 从头生成这一关键区段。

GeoFlow 具备出色的结合蛋白设计+多步推理机制,能够用百万级高通量虚拟筛选替代繁重的湿实验工作:

  • 一轮成功:仅通过单轮计算、测试100条序列,就获得了十余条候选分子
  • 性能卓越:得到的候选分子绝大部分都能稳定表达并具备与对标分子相当或更优的结合活性(最高达pM级),其中更有十余条候选分子在各项关键性质上均表现优异
  • 效率革命:研发周期从近两年大幅缩短至两个月
  • IP 价值:GeoFlow V3 从头生成的全新序列,为客户提供了新颖、可专利的分子

案例二 IVD工具酶多目标优化

直面行业空白 60天内实现产量提升21倍

IVD(体外诊断)试剂盒的性能,高度依赖于其中酶制剂的活性和稳定性。

在与诺唯赞的合作中,一个关键挑战是目标酶在工业生产所需的特定高盐离子浓度下,催化活性严重不足。此前,该领域内尚无任何有效方案。

面对无可借鉴的行业空白,GeoFlow V3 在 60 天内,通过三轮迭代即达成所有预期目标:改造过后的最优酶在目标盐离子浓度条件下的产物产量,相比野生型酶提升超过 21 倍,极大地提升了生产效率。

与此同时,改造过后的工程酶在比活性、稳定性、所催化产物纯度等方面与野生型酶一致或更优。

案例三 跨膜蛋白抗原可溶化改造

从头设计跨膜区 在水溶液中实现可溶性稳定表达

人类许多疾病的发生与膜蛋白功能异常密切相关。目前,以跨膜蛋白(如GPCR)为靶点的比例占现阶段已知药物靶点总数的60%以上。

但其“跨膜区”高度亲油疏水的特性导致跨膜蛋白在水溶液中极易聚集、失活,无法用于后续的抗体筛选,而传统去垢剂方法又常破坏其天然构象。

GeoFlow V3 对亲油疏水的跨膜区进行了可溶化的从头设计,用 AI 生成的全新亲水序列,替换原有的疏水序列。新蛋白(与原序列相似度仅22.6%)成功在水溶液中实现了可溶性稳定表达,且保留了关键的胞外区功能构象,为后续的药物筛选开辟了全新路径。

GeoFlow V3 不仅仅是一个研发加速器,更是帮助企业同时实现创新、效率和知识产权保护的战略工具。未来,百奥几何将继续以统一的全原子蛋白质大模型为基础,赋能生物医药与生物制造产业,以前所未有的速度和精度,共同开启高性能工业级蛋白设计的智能时代。