2021《科学》十大年度突破,哪一项最惊艳?接地气的解读来啦

1. 人工智能预测蛋白质结构

蛋白质的样子,从微观上来说,就是一团有机大分子,它是构成生命的基本零件,每一种蛋白质都有一个特定的三维结构,但这种三维结构有一个特殊之处,它一定是由一根长长的链条折叠而成的。

要清楚蛋白质的三维结构,你只需要去玩一种叫“百变魔尺”的玩具,立即就能理解了。不知道大家玩过没有,百变魔尺是一节一节的,每一节都可以做各个角度的翻转,因此,你可以把一根长长的魔尺折叠成各种各样的形状,魔尺的节数越多,能够折叠出的形状数量就会呈指数级的增长。

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组成蛋白质的基本单元是氨基酸,它就像魔尺的一个“节”。蛋白质在刚刚生成的时候,就像一根长长的几十到几百节的魔尺。然后,它会在几微秒到几毫秒的时间内,迅速地折叠成一个特定的形状。因此,在电子显微镜中,每一个蛋白质就像是一团乱麻。

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决定一个蛋白质性状和功能的,就是构成蛋白质的氨基酸序列和蛋白质最终折叠成的形状。比如,我们的免疫系统在面对病毒和细菌入侵时,就会产生一种“Y”字形的抗体蛋白。它们的形状就像是一个抓娃娃机的夹子,能够精确瞄准并夹住这些入侵者。

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