摘要:2025年5月27日,一篇题为《Designing Cyclic Peptides via Harmonic SDE with Atom-Bond Modeling》的arXiv预印本论文,揭示了一项可能改变制药行业游戏规则的技术突破。这项研究开发的CpSDE
2025年5月27日,一篇题为《Designing Cyclic Peptides via Harmonic SDE with Atom-Bond Modeling》的arXiv预印本论文,揭示了一项可能改变制药行业游戏规则的技术突破。这项研究开发的CpSDE系统,成功攻克了困扰学界多年的环肽药物设计三大技术壁垒。
一、环肽药物的黄金价值
相较于线性肽,环状肽分子因特殊的闭环结构展现出三大天然优势:抗酶解能力提升3-5倍、血浆半衰期延长至48小时以上、与靶标蛋白结合亲和力平均增强20%。这些特性使其成为治疗癌症、自身免疫疾病等复杂病症的理想候选药物。目前全球已有17种环肽药物获批上市,年市场规模突破120亿美元。
二、传统设计的三座大山
论文直指当前计算设计的三大瓶颈:靶标蛋白-环肽复合物的3D结构数据不足现有数据库的1/200;闭环结构产生的空间位阻使60%常规设计失败;超过45%的环肽需要非经典氨基酸参与成环,传统算法难以处理这种化学多样性。
三、CpSDE的双引擎突破
研究团队创新性地构建了AtomSDE和ResRouter双模块系统。AtomSDE采用谐波随机微分方程建模,能精确预测0.1埃精度的原子坐标;ResRouter则通过动态路由算法,实时调整21种标准氨基酸和37种修饰氨基酸的组成比例。在乳腺癌靶蛋白HER2的测试中,该系统设计的环肽结合自由能达-9.8 kcal/mol,比已知最佳天然配体提升22%。
四、产业应用的黎明时刻
该技术已成功生成针对PD-1/PD-L1免疫检查点的环肽抑制剂,体外实验显示其解离常数KD值低至3.2nM。更值得关注的是,系统仅需8小时就能完成传统方法3个月的设计周期,且合成成功率从12%跃升至68%。辉瑞、诺华等制药巨头已启动技术评估,预计2026年进入临床前研究阶段。
这项突破标志着AI制药进入精准环肽时代。随着CpSDE代码开源计划的推进,更多研究机构将能参与这场药物设计革命。可以预见,下一代智能设计的环肽药物,或将成为攻克阿尔茨海默症、渐冻症等疑难病症的关键钥匙。
来源:Doc.Odyssey奥师傅