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全基因组蛋白互作筛选

全基因组蛋白互作筛选

Genome-wide Protein-Protein Interaction Screening

全基因组蛋白互作筛选,是依托全基因组范围蛋白数据集,高通量挖掘蛋白质之间相互作用关系的技术体系。可在物种全蛋白组层面系统性筛选靶点互作分子、构建蛋白互作网络,适用于药物靶点发现、疾病机制解析、分子通路挖掘及跨物种虚拟筛选等研究场景。

蛋白质-蛋白质互作(PPI)是动植物生命活动的核心枢纽,调控着细胞信号转导、代谢通路、免疫应答等众多关键生物学过程。因此,精准识别与解析PPI网络,对于深入揭示生命机制、推动药物靶点发现及生物技术创新具有根本性意义。

然而,依赖于酵母双杂交(Y2H)、免疫共沉淀(Co-IP)等经典实验方法的传统筛选策略,通常耗时费力、通量有限,且需消耗大量实验资源,已成为大规模、系统性互作研究的瓶颈。

近年来,随着计算生物学与人工智能的快速发展,基于结构与序列信息的高通量虚拟筛选技术取得了显著进步,例如预训练的蛋白质语言模型ESM-2在编码蛋白质序列组成、进化和结构特征方面表现出色,成为的PPI预测方法的首选。Alphafold3等模型这些先进的预测模型能够高效、大规模地推断潜在的蛋白质互作关系,为优先锁定高价值互作对、指导后续实验验证提供了强大的全新范式,极大提升了研究效率与靶点发现能力。

服务流程:

本服务采用多层级整合预测策略,通过逐步筛选和精细化评估,构建完整的蛋白-蛋白互作(PPI)预测工作流:

第一阶段:序列级互作潜能评估

利用 ESM-2 蛋白语言模型,基于大规模预训练的序列表示空间,对靶蛋白与物种来源的潜在互作蛋白库进行序列编码与语义表征。通过对比序列嵌入向量,评估互作潜能并生成候选互作蛋白排序,筛选出 Top 200 高置信度候选物进入下一轮评估。

第二阶段:亲和力与热力学参数量化

对 ESM-2筛选的 Top 100 复合体结构,使用Alphafold3模型进行二次评估,并使用Prodigy 模型进行结合亲和力(Binding Affinity) 预测与热力学参数计算,包括:解离常数(K<sub>d</sub>)、结合自由能(ΔG)界面接触残基分析等数据,通过多维度评分体系,最终输出高置信度互作蛋白集合及其定量化的结合强度指标。

公司已完成 UniProt 数据库全物种蛋白信息资源储备,可支撑跨物种蛋白库间百万级规模的批量互作预测


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