12月23日，中央广播电视总台发布2022年度国内、国际十大科技新闻。其中，中国科学技术大学刘海燕、陈泉团队建立蛋白质骨架结构设计新方法的研究成果入选国内十大科技新闻第三条。
图1.中国科大蛋白质设计研究成果入选中央广播电视总台2022年度国内十大科技新闻。
蛋白质是执行生命功能的最主要生物大分子，其三维空间结构对功能具有重要意义。目前，能够形成稳定三维结构的蛋白质，几乎全部是天然蛋白质，其氨基酸序列是长期自然进化形成。在天然蛋白结构功能不能满足工业或医疗应用需求时，想要得到特定的功能蛋白，就需要对其结构和序列进行设计。
传统的蛋白质设计方法使用天然结构片段作为构建模块来拼接产生新结构，这种方法显著限制了人工设计蛋白的结构多样性和可变性。2022年2月10日，中国科学技术大学刘海燕、陈泉团队在Nature发表研究论文，建立数据驱动模型实现自动搜索蛋白质主链结构空间，产生高可设计性骨架，从而突破只能用天然片段来拼接产生新主链结构的限制，显著扩展从头设计蛋白的结构多样性。论文报道了9种从头设计的蛋白质分子的高分辨晶体结构，均与设计预期一致，其中4种蛋白质具有不同于已知天然蛋白的新颖结构(图2)。
图2.从头设计蛋白的高分辨晶体结构（天蓝色）与设计模型（绿色）比较。
该成果在蛋白质设计这一前沿科技领域实现了关键核心技术的原始创新，为工业酶、生物材料、生物医药蛋白等功能蛋白的设计奠定了坚实的基础。
2022年度国内、国际十大科技新闻发布：
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-021-04383-5
（生命科学与医学部、合肥微尺度物质科学国家研究中心、无膜细胞器与细胞动力学教育部重点实验室、科研部）