图1.农业肽发现路线图。(a) 农业防治方法与治疗肽历史时间轴;(b) 仿照治疗肽研发流程的农业肽发现工作流——多组学靶标识别→展示文库筛选/de novo设计→体外体内功能验证。非靶标蛋白可纳入负向筛选以确保特异性。王科南团队提出了完整的农业肽第三代设计管线:
① 多组学靶标挖掘:针对新兴害虫进行基因组、转录组、蛋白组与跨物种生物信息学分析,识别害虫存活必需靶标(如神经系统离子通道),同时确保该靶标在非靶标物种(如蜜蜂)中具有足够序列/结构差异。
② 展示文库高通量筛选:利用噬菌体展示、mRNA展示等技术构建大规模肽文库,纳入非靶标蛋白进行负向选择,筛选高亲和力且高特异性候选肽。
③ AI从头设计(De Novo Design):使用RoseTTAFold diffusion(RFdiffusion)、Bindcraft、BoltzGen等工具直接生成针对特定结合位点的新颖骨架和序列;通过AlphaFold结构预测计算筛选高预测亲和力、低脱靶结合的设计候选体。
关键优势:de novo设计可精确编程与靶标特异性结构决定簇的结合,通过计算负筛选剔除与同源蛋白的交叉反应,从而在算法层面实现生态特异性——这是第一代天然提取路线无法企及的精准度。