AI|AI一小时预测出奥密克戎变体结构,误差仅半个原子直径( 二 )



不过Ford认为,对于新冠这类病毒,研究上的时效显得格外重要,毕竟其传播的凶猛程度也是有目共睹的 。
至于Ford所采用的AI方法,也正如刚才提到的,是基AlphaFold2和RoseTTAFold 。
整体而言,他的研究主要包含三大方面 。
第一步,是监测变种(VBM)和关切变种(VOC)的序列比较 。
Ford团队下载了新冠病毒的参考基因组,以及各种VOC和VBM的前100个全基因组序列 。
对这些基因组再进行一个“对齐”和“修剪”的工作,最终留下了1026条序列 。
基于此,Ford对这1026条序列进行“注释”,再根据序列相似性确定了该序列上的受体结合基序 。
然后,他们用MEGA11.0.10版计算每对序列之间的成对p-距离,再使用标准翻译表将尖峰蛋白的这个变体核苷酸序列翻译成氨基酸 。
最终对该序列进行修剪,使其只包含穗状蛋白的RBD(第319至541位) 。
第二步,是RBD的结构预测 。
Ford在这一步中,基于上面得到奥密克戎衍生RBD氨基酸序列,使用AlphaFold2和RoseTTAFold创建了预测的3D蛋白质结构 。
基于AlphaFold2的预测,是在 “单一序列 “模式下使用PTM方法(predicted TM-score)运行 。
而基于RoseTTAFold的预测,则是用 “mmseqs2 “模式运行的 。
这两个系统都产生了奥密克戎的预测RBD结构,以及围绕多序列比对覆盖率、预测比对误差(PAE)和预测置信度(pLDDT)等指标 。
AI|AI一小时预测出奥密克戎变体结构,误差仅半个原子直径
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第三步,是 中和抗体相互作用模拟 。
在这个步骤中,Ford团队基于上面得到的奥密克戎RBD预测结构,模拟了与四个现有中和抗体结构的相互作用(分别为C105, CC12.1, CC12.3, and CV30) 。
AI|AI一小时预测出奥密克戎变体结构,误差仅半个原子直径
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在这个过程中,他们只使用抗体结构的一个单片段抗原结合(Fab)区域,作为对接的位置 。
接下来,他们用到了生物分子建模软件HADDOCK,来预测RBD表位与中和抗体结构的副体之间的结合亲和力 。
最后,Ford团队将实际复合物(即真正的RBD结构和Fab)与奥密克戎的预测RBD结构(有相同的Fab)的指标进行了比较 。
……
而从实验结果上来看,现有的中和抗体可能仍然会与奥密克戎变异的突变刺突蛋白结合 。
然而,与参考RBD结构相比,奥密克戎的RBD对中和抗体的亲和力似乎降低了 。
AlphaFold2和RoseTTAFold的结果都表明,以前感染的抗体至少会对奥密克戎提供一些保护 。
而也正因如此,加之此次奥密克戎患者的症状并没有此前德尔塔那般严重,许多人都把它比作“大号感冒” 。

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