CASP15全新賽道冠軍，普美瑞生物復合物結構預測加快PROTAC管線推進 _健康小知識

CriticalAssessmentofStructurePrediction(CASP)是國際著名的蛋白質結構計算機預測比賽，該競賽自1994年起每兩年舉辦一次，旨在確定和推進從氨基酸序列建模蛋白質結構的最新技術水平，是行業內最權威的世界競賽之一。
2020年，由DeepMind推出的AlphaFold2系統在CASP14大賽中一鳴驚人，該系統通過蛋白質一級序列完成了蛋白質三維結構的預測，并在精度上與實驗解析精度基本達到一致，引發了全球制藥行業與投資界對深度學習算法在藥物研發領域的極大關注。
2022年12月20日，最新一屆CASP15比賽結果公布，普美瑞(常州)生物科技有限公司(以下簡稱：普美瑞生物)首席科學家常珊教授團隊(CoDock)獲今年新增的蛋白/RNA-配體復合物結構預測(Ligand)賽道第一名的好成績。

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CASP15蛋白質-配體組排名
(圖片來自:CASP15官方公布)
在本屆比賽中，原有“Refinement”、“Assistantprediction”賽道被取消，新增“RNA”即RNA結構預測，以及“Ligand”即蛋白/RNA-配體復合物結構預測賽道。從比賽的變化可以看出，在后AlphaFold2時代，蛋白質單體結構預測問題已基本被解決，當前問題則轉移到“如何更好地預測蛋白/RNA-配體復合物結構”以及“工業界前沿研發熱點的核酸結構預測”等方面。

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H1114晶體結構及CoDock預測結構比較
(圖片由普美瑞生物提供)
連續三屆CASP獲組別第一，三位跨領域創始人深度學科融合
普美瑞生物成立于2020年6月，由來自計算數學、計算化學與基礎醫學完全不同科研背景的3位科學家創立。三位創始人于2015年開始在江蘇理工學院生物信息醫藥工程研究所共事，通過深度的學科融合推進算法開發，期間成功完成了不少項目研究。
2018年，該團隊在CASP13-CAPRI蛋白質復合物結構預測賽道中獲得了困難類型復合物排名第1 ，全類復合物排名第8的成績。 2020年，該團隊又在CASP14-CAPRI中獲得了蛋白質復合物結構打分組排名第1 ，預測組排名第3的成績。連續多年的第三方權威競賽結果，說明了團隊的蛋白質復合物結構預測能力處于國際領先水平。
三位創始人在各自研究領域沉淀了數十年，始終堅信AI技術的深度學習能力能夠為創新藥研發帶來變革。但這一變革會何時到來？具體能夠帶來怎樣的影響與變化？三位認為，還是需要身體力行地實踐。
算法技術驅動以加速創新藥研發進程的普美瑞生物，由此誕生。
后AlphaFold2時代，
復合物結構預測或為剛需
就創新藥研發來說，前端的靶標發現與驗證有眾多學術團隊不斷進行研究探索，后端的IND申報與臨床試驗是受法規監管的標準化流程。因此，在中間階段，如何快速得到PCC ，顯得尤為關鍵。
但當大部分靶點結構已經可以用AlphaFold2和RossetaFold準確地預測時，如何快速獲得PCC？
把藥物分子視作一種配體，通過與靶點蛋白發生結合進而影響其生物學功能，從而發揮藥效。因此，闡明蛋白質與配體的復合物結合模式，給出相互作用細節，對于藥物研發具有十分重要的意義。
基于此，普美瑞生物聚焦靶標-配體相互作用的精準預測，自主研發了核心算法CoDock ，采用模板搜索的方式，發展了結構相似性比對法。該算法采用圖論中的最大全連接子圖搜索，找到準確的模板，并在模板基礎上進行3D-CNN法的深度學習，對復合物界面的結構特征進行提取，再通過網絡打分的形式挑選出最終的近天然復合物結構。