1.西湖大学研究团队与未来产业研究中心联合发表论文，首次实现对多肽分子自组装行为及生物功能的精准预测。
2.人工智能模型TransSAFP可提升百亿倍效率，预测自组装抗菌多肽的准确率高达86%。
3.除此之外，AI模型还能预测出全新的抗菌肽，为人类未来研发个性化药物提供可能。
4.未来，基于TransSAFP的精准医疗有望实现，为患者提供更加个性化的治疗选择。
以上内容由腾讯混元大模型生成，仅供参考
一粒细菌侵入了人体。
它在体内开始游荡，试图释放细菌毒素，开启它的致病之旅。此时，身体里的“防御素”被吸引而来，它们在细菌膜表面积累至临界浓度，而后瞬间启动自组装程序——像乐高积木一样自行组装，结成一张纳米纤维网以避免感染，或是直接“拆开”细菌表面。
危机解除，一场潜在的疾病就这样化解于无形。
人体是一个极度复杂的巨大机器，以防御素为代表的的多肽类物质，是其中极为重要的一类“分子零件”。它的本质是蛋白质片段，科学家希望破解多肽的奥秘，借此创造全新的多肽功能分子，为人类所用。
3月14日，未来产业研究中心、西湖大学理学院王怀民实验室，联合未来产业研究中心、西湖大学生命科学学院黄晶团队，在《自然·材料》上发表最新一项科研成果——他们开发了人工智能模型TransSAFP，首次实现对多肽分子自组装行为及生物功能的精准预测，且效率可提升百亿倍。
https://www.nature.com/articles/s41563-025-02164-3
有生命的乐高积木
多肽是一种由两个或以上氨基酸组成的生物活性物质，两个氨基酸连接成为二肽，三个氨基酸为三肽……简单理解，多肽是一种介于氨基酸和蛋白质之间的存在。人的生长发育、免疫调节、新陈代谢都与之息息相关。我们耳熟能详的“胰岛素”，就是人类最早使用的多肽类药物。王怀民实验室，即以多肽为基础，开发设计各种新型的生物功能材料。
而自组装多肽，顾名思义，就像有生命的乐高积木，能够自行完成组装。事实上，自组装是生命体中普遍存在的现象，正如细胞膜的形成、蛋白质的折叠。他们本质都是通过分子间的非共价作用（氢键、疏水、静电作用等），形成聚合体的过程。
多肽在自组装后形成的常见结构，包括纳米纤维、囊泡或纳米管等
这样的特性，让科学家设计不同形态、不同功能的多肽分子成为可能。以治疗疾病为例：就像是向人体精准空投弹药，正常组织中，他们只是平平无奇的氨基酸链条，而到了特定的区域，它们被大量激活，并组装成为能够杀敌的武器。精准制导不误伤无辜细胞，也就不易引起毒副作用。
对了，多肽的自组装往往还都是可逆的：完成使命后，多肽能分解代谢，回归无生物毒性的天然氨基酸，事了拂衣去。
对王怀民实验室而言，多肽是一个泛用性极强的工具，实验室利用它探索癌症、肺纤维化、糖尿病并发症等各种疾病治疗，以及调控细胞行为、监测重要生命活动……
此间种种，都是人类在自然的基础之上，摆弄分子积木。就像用乐高，搭建一个人类不曾见过的城堡。
从“盲人摸象”到“上帝视角”
TransSAFP筛选的自组装抗菌多肽相比已知抗菌肽具有较低相似度
TransSAFP筛选的p45分子靶向细菌膜并形成组装体，导致细菌死亡
改变研究范式
TransSAFP模型结构
致谢
西湖大学理学院特聘研究员王怀民与生命科学学院副教授黄晶为论文共同通讯作者，王怀民课题组刘华杨博士与黄晶课题组宋子林博士为该论文的共同第一作者。西湖大学访问学生张雨、吴碧寒博士、陈鼎灏、周子傲、张宏悦博士、李桑爽、冯馨平也为该研究做出了重要贡献。课题得到了国家自然科学基金和浙江省自然科学基金等经费支持。
王怀民实验室
王怀民，2008年本科毕业于天津大学；2015年博士毕业于南开大学，随后在美国布兰迪斯大学化学系从事博士后研究。2019年9月加入西湖大学理学院，任特聘研究员。自2022年1月起，任西湖大学工学院生物医学工程领域兼聘教授。
课题组目前主要开发设计新型生物功能材料，化学生物学工具、活细胞原位标记探针和反应等。方向包括：生物功能材料、多肽水凝胶、多肽体内组装、免疫治疗、纳米医学、神经生物学材料、活性探针。
王怀民实验室成员合影
黄晶实验室
黄晶，清华大学物理系本科(2005)硕士(2007)，瑞士巴塞尔大学化学系博士(2011)，美国马里兰大学药学院(2012-2017)和国立卫生研究院计算生物学实验室(2015-2017)博士后。2017年11月加入西湖大学生命科学学院，组建计算生物物理与药物设计实验室，2024年1月晋升长聘副教授。学术上致力于开发生物大分子的计算模型和模拟算法，以提升复杂体系分子动力学模拟与计算药物设计的精度和效率；同时利用高性能计算驱动抗肿瘤与抗感染药物的研发。
黄晶实验室成员合影
来源 | 王怀民实验室
撰稿 丨 刘雨锟
编辑 丨 徐 珊
校对 丨 沈 是