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Accès ouvert déclaré 2026 preprint

Expanding all-α-helical protein space through rational computational design

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10Institutions déclarées
3Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : gb, us, dk. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract De novo protein design is advancing rapidly 1,2 . This is being driven by AI to generate protein backbones, sequences, and structural models 3–7 . As a result, de novo designed proteins are becoming larger and more complex 8–10 , and increasingly explore new protein structures 11,12 . By contrast, natural proteins have evolved structural and functional complexity by modular combination of recurring protein domains 13 . Approximately 25% of these natural domains are mostly α-helical structures 14 . Here we show how these can be expanded using rational computational design. Following the domain classification scheme CATH 15 , we build complex all-α de novo proteins hierarchically using sequence-to-structure relationships for helix-helix interactions, systematic rules to connect helices, computational tools to design loops, and in silico evaluation. The pipeline starts with a target architecture of free-standing helices. These are connected into a topology by considering local arrangements of helical bundles using understood sequence-to-structure relationships for helix packing. Single-chain sequences are completed using template- and AI-based methods. Finally, AlphaFold models are assessed to give small numbers of designs for experimental validation. We test 31 designs for 14 different architectures and 25 topologies. 75% of these express as stable, monomeric, water-soluble proteins; and >30% yield X-ray crystal structures matching the designs to atomic accuracy and with new-to-nature structures. Finally, several of the scaffolds are functionalised through one-shot designs to deliver ion, small-molecule and protein binders.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Expanding all-α-helical protein space through rational computational design
Date Crossref
03/07/2026
Éditeur
openRxiv
Type
posted-content

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Protein Structure and DynamicsEnzyme Structure and FunctionChemical Synthesis and Analysis

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