2026年2月，上海交通大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院陳洛南教授研究團(tuán)隊(duì)及合作者在美國(guó)科學(xué)院院刊PNAS雜志發(fā)表了題為“Mining Lysine Post-Translational Modification Site by Integrating Protein Language Model Representations with Structural Context”的研究論文。陳洛南教授、Arieh Warshel教授、白晨博士為論文共同通訊作者，羅夢(mèng)奇助理教授為第一作者。團(tuán)隊(duì)為蛋白質(zhì)的賴氨酸翻譯后修飾位點(diǎn)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)開(kāi)發(fā)了一個(gè)整合序列與結(jié)構(gòu)信息的AI框架，可有效發(fā)掘蛋白質(zhì)的PTM(Post-Translational Modification)位點(diǎn)，為蛋白質(zhì)調(diào)控研究及制藥應(yīng)用提供支持。

團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的預(yù)測(cè)模型創(chuàng)新性地融合了蛋白質(zhì)語(yǔ)言模型與圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，同步捕獲修飾位點(diǎn)的序列上下文與三維空間結(jié)構(gòu)信息。該模型通過(guò)ESM-2提取序列特征，結(jié)合基于原子坐標(biāo)構(gòu)建的局部接觸圖進(jìn)行圖卷積處理，最終經(jīng)多層感知機(jī)整合實(shí)現(xiàn)高精度預(yù)測(cè)。

團(tuán)隊(duì)成功預(yù)測(cè)了hCLEC12A蛋白的潛在修飾位點(diǎn)（K174與K181），并構(gòu)建了5種修飾體系進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬。結(jié)果顯示，與未修飾體系相比，單一位點(diǎn)修飾體系（如K181乙酰化）及雙修飾體系（如K174巴豆酰化與K181乙酰化）均顯著削弱了hCLEC12A與抗體50C1的結(jié)合，證實(shí)了關(guān)鍵賴氨酸的翻譯后修飾可通過(guò)干擾界面殘基間的相互作用顯著降低蛋白與抗體的結(jié)合親和力。

該研究提出的深度學(xué)習(xí)通用框架，成功揭示了修飾位點(diǎn)調(diào)控蛋白-抗體結(jié)合的具體機(jī)制，為蛋白位點(diǎn)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)提供了新范式，也為靶向修飾的疾病干預(yù)策略提供了理論依據(jù)。該框架的模塊化設(shè)計(jì)可擴(kuò)展至其他殘基水平功能注釋任務(wù)，推動(dòng)了計(jì)算生物學(xué)方法的通用化發(fā)展。

論文鏈接：https://doi.org/10.1073/pnas.2529141123