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题图为卢培龙霸术员
跨膜卵白在生物膜的物资、能量和信推辞换中长远着要道作用。此前，诺奖得主、卵白质缱绻前驱David Baker教学及西湖大学卢培龙霸术员等已在跨膜卵白的从新缱绻方面得回了垂危温存，但缱绻大要高亲和力、高特异性结合小分子的跨膜卵白，如故一个浩大挑战，也 是合成生物学与结构生物学交叉范畴亟待温存的工夫瓶颈。
2025 年 2 月 19 日，西湖大学卢培龙团队在国外顶尖学术期刊Nature发表了题为：De novo design of transmembrane fluorescence-activating proteins 的霸术论文。
该霸术通过结合深度学习和基于能量的才略，告捷缱绻出了大要特异性结合荧光配体的跨膜荧光激活卵白（tmFAP），初次已毕了跨膜卵白与配体分子在膜内的非共价互相作用的精准从新缱绻，并展示了其在活细胞中的荧光激活才略。
卢培龙，2009 年本科毕业于中国科学工夫大学生命学院；2014 年博士毕业于清华大学生命学院，师从教学；之后在华盛顿大学进行博士后霸术，师从卵白质缱绻前驱David Baker教学；2019 年加入西湖大学生命科学学院，组建卵白质缱绻/合成生物学现实室。
在这项最新霸术中，霸术团队 使用 Rosetta 软件进行序列缱绻和优化，结合 AlphaFold2 进行结构展望和考据。领先 缱绻了一个 自由的四螺旋束结构的水溶性荧光激活卵白（wFAP），该卵白具有一个中央口袋，大要结并吞激活荧光配体（HBC599），其中 wFAP1.1 和 wFAP1.2 变体阐扬出较高的荧光激活才略和结合亲和力，与 HBC599 的亲和力达到纳摩尔级别，使其荧光亮度激活跳跃 1600 倍，结合态的亮度和量子产率均优于常用的增强型绿色荧光卵白（EGFP）。
在 wFAP 的基础上，霸术团队通过再行缱绻名义氨基酸残基，将其转换为跨膜卵白，同期尽量减少对配体结合口袋结构的扰动。使用 ColabDesign 框架进行跨膜序列的生成，结合AlphaFold2 进行结构展望和优化，从而缱绻出了跨膜荧光激活卵白（tmFAP） 。其中，tmFAP1.2 变体阐扬出最高的结合亲和力和量子产率。冷冻电镜结构考据暴露，这些卵白的结构与缱绻模子高度一致。
跨膜荧光激活卵白冷冻电镜结构与缱绻模子高度一致
霸术团队还在活细菌和真核细胞中抒发了这些缱绻的 tmFAP 卵白，迪士尼彩乐园线路成果暴露，这些卵白在细胞中抒发后会自觉定位到细胞膜组分中，并大要特异性激活荧光配体（HBC599）的荧光，且在膜环境中阐扬出较高的亮度和量子产率。
跨膜荧光激活卵白缱绻与表征
该霸术告捷从新缱绻出了大要特异性结合小分子配体的跨膜卵白，这些缱绻卵白在活细胞中阐扬出高活性和特异性， 该霸术为跨膜卵白的从新缱绻提供了新的念念路和才略，改日不错进一步探索这些缱绻卵白在生物医学和生物工程中的专揽，举例拓荒新的生物传感器、药物寄递系统和膜运输器具等。
2024 年 10 月 2 日，西湖大学卢培龙团队、陶亮团队（吕莘辰、张媛媛为共同第一作家）取悦，在Nature Communications期刊发表了题为：De novo design of mini-protein binders broadly neutralizing Clostridioides difficile toxin B variants 的霸术论文。
该霸术从新缱绻了一种广谱迷你中庸卵白，大要以高亲和力结合多种粗重梭菌毒素B（TcdB）亚型，并在细胞及动物模子中阐扬出高效且广谱的保护作用。
2024年 8 月 14 日，西湖大学卢培龙团队与清华大学刘磊团队取悦（孙科、李念念聪、郑博闻、朱雁磊、王通越为共同第一作家），在Cell Research期刊发表了题为：Accurate de novo design of heterochiral protein–protein interactions 的霸术论文。
该霸术从新缱绻了靶向L型卵白质或L型多肽的特定名义区域的D型卵白质，这亦然初次已毕异手性卵白复合物的精准从新缱绻。该霸术在全面了解异手性卵白-卵白互相作用的结构旨趣方面得回了首要进展，有望最终陶冶卵白质缱绻的告捷率。
接着欧文说道：“只要打得努力，站对位置，保持沟通，你就能得到机会。所以我们没有放弃，给了自己机会。我只是很感激我们没有放弃，而是做出了很好的回应，让比赛保持了悬念。”
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2020 年 8 月 26 日，西湖大学卢培龙团队与华盛顿大学David Baker团队取悦，在Nature期刊发表了题为：Computational Design of Transmembrane Pores 的霸术论文。
该霸术辞寰宇上初次已毕了跨膜孔卵白的精准从新缱绻。
2018 年 3 月 2 日，卢培龙动作第一作家，在Science期刊发表了题为：Accurate computational design of multipass transmembrane proteins 的霸术论文。
该霸术辞寰宇上初次已毕了多达 8 个跨膜区域的跨膜卵白的精准从新缱绻，为缱绻具有新功能的多跨膜卵白奠定了基础。
论文皆集：
1. https://www.nature.com/articles/s41586-025-08598-8
2. https://www.nature.com/articles/s41467-024-52582-1
3. https://www.nature.com/articles/s41422-024-01014-2
4. https://www.nature.com/articles/s41586-020-2646-5
5. https://www.science.org/doi/10.1126/science.aaq1739