本站讯（通讯员 武璇）氧化应激是机体内过量活性氧（ROS）等物质无法被及时清除所导致的胞内氧化还原稳态失衡与损伤型细胞应激反应，它与神经退行性疾病、动脉粥状硬化、辐射损伤等疾病的发生发展均有密切关系。在人体细胞内，KEAP1-NRF2-ARE信号通路通过响应胞内ROS的含量变化，调控细胞抵御氧化应激的能力。在衰老细胞中，这一调控能力往往受到阻碍，进而导致氧化损伤的积累。因此，开发KEAP1抑制剂与激活NRF2蛋白活性是抵御衰老相关疾病的重要策略。正如Nature Reviews所指出：“Most chronic diseases… be most effectively treated with drugs that activate NRF2” (Nature Reviews Drug Discovery(中国竞彩网) 18: 295-317)。然而，现有的KEAP1抑制剂在特异性、亲和力、胞内活性、代谢稳定性等多方面存在不足。

近日，天津大学医学部生命科学学院祝诚、叶升研究团队在Cell旗下的iScience期刊发表了题为“Computational Design of Diverse Nuclear Factor Erythroid 2 Activators with Cellular Antioxidative Activity”的研究论文，基于深度学习蛋白质设计方法RFdiffusion、ProteinMPNN和深度学习蛋白质结构预测模型AlphaFold2的综合运用，成功设计了一系列激活NRF2转录因子和下游抗氧化基因表达的miniBinder，并通过实验证实了所设计蛋白的胞内活性。

本研究的主要创新点为：

(1) 从头设计的KB蛋白（KEAP1 binder）具有nM量级高结合强度，在胞内特异性上调NRF2和一系列抗氧化基因HO-1, NQO1, TXN的表达，显著提升了细胞在氧化胁迫环境中的生存率。

(2) 深度学习模型生成了多样的结构骨架，包含all-α, all-β, α/β结构，它们均能抑制KEAP1-NRF2结合界面，并在胞内高表达。

(3) 通过结合热力学研究，团队成员针对KEAP1抑制剂设计领域的“DLG”难题提出新机制，即包含DLG基序的KB5蛋白展现出熵驱动的吸热反应过程，解释了“DLG”类型抑制剂难以获得的关键瓶颈。

(4) 综合RFdiffusion、ProteinMPNN、AlphaFold2三种人工智能模型的设计流程显著提高了蛋白质从头设计的成功率，本研究测试的13种设计蛋白有11种可溶表达，成功率>90%。

综上，该研究为开发新的KEAP1抑制剂提供了一种有前景的思路，并且所得的KB不仅可作为潜在的蛋白质药物，还可作为研究氧化应激相关信号通路机制的靶向分子工具。

生命科学学院硕士研究生宇文铭钥为论文第一作者。生命科学学院英才副教授祝诚、讲席教授叶升、副教授康君为共同通讯作者。研究生高小宁、巴君丽，本科生吴嘉暘均对本项研究做出重要贡献。天津大学医学部生命科学学院为本文第一单位。该研究得到科技部重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助。

原文链接：https://www.sciencedirect.com

（编辑 赵晖 殷琪）