近日，南京大学讲授郑鹏和团队造出一种全新的超等，不仅比东说念主体肌肉组织里的自然卵白质坚贞 4 倍以上，而且还能在滚水里稳固无恙，致使概况承受 150℃ 的高温，这冲破了东说念主们对于卵白质怕热的固有印象。卵白质的机械强度被东说念主工遐想普及到纳牛顿的级别，堪比自然界已知的最坚贞的一些分子互相作用。

在效果方面：

开首，他们得胜遐想出的最强卵白质（如 F553），其解折叠力最高可达约 1,000 皮牛顿，这大要是自然基准卵白（如 I27，约 200 皮牛顿）的五倍。

其次，他们并非只获取了一个“最强”个体，而是遐想了一个定制化的系列组件，从 4 个氢键（自然）运行，他们逐级遐想出具有 8 个、13 个、18 个……直至 33 个氢键的卵白质，对应的力学强度也从 200 皮牛顿缓缓普及到 400、600、800 乃至 1,000 皮牛顿。这意味着畴昔不错左证不同应用场景的力学需求，按需采选不同强度的“零件”。

再次，这些遐想出来的超等肌卵白（SuperMyo）不仅力学沉稳性超强，还阐明出不凡的热沉稳性。它们概况耐受 150 摄氏度的高温，而庸俗卵白质比如鸡蛋中的卵白在加热后就会变性凝固。

当把这些超等卵白质拼装成阔气弹性的透明水凝胶，这些水凝胶即使放在高压锅里经过 121℃的高温蒸煮也不会熔解或者变形。畴昔不错用它来制造更安全、更耐用的东说念主造组织、药物缓释载体，致使概况造出不错在顶点环境下责任的智能材料。也许在不久的将来，咱们的肉体里会植入使用超等肌卵白制成的东说念主造韧带，火星基底里会使用能在顶点低温环境下责任的卵白质机器。

贪图中，AI 起到了决定性的遐想作用。郑鹏团队自然从自然卵白中不雅测并倡导了剪切氢键是力学强度枢纽这一旨趣，但在此之前，想要东说念主工遐想一个具有特定数目（如 4 个、8 个、10 个）剪切氢键的全新卵白质，简直是弗成能的任务。恰是 AI 卵白质遐想用具和高精度结构揣测用具（如 AlphaFold2）的出现，才让他的多年逸想得以已毕。

他告诉 DeepTech：“总的来说，咱们初次通过系统的实验数据，揭示了卵白质的力学强度与其里面特定氢键数目之间存在着明确的正关联相干。其次，这是初次从新遐想出概况承受 1,000 皮牛顿即纳牛顿级别力学强度的全新卵白质。

再者，咱们遐想的这种卵白质材料概况耐受 121 摄氏度的高压灭菌条款，这对于需要严格无菌的医用生物材料而言，是前所未有的要害特点，具有庞大的应用出路。”

以自然界的轻细分子拉链为启示

和许多贪图通常，本次课题也遴荐了效法自然的作念法。东说念主体内有一根特地长的好比是“橡皮筋”的存在，它的名字叫作念肌联卵白，它亦然咱们的肌肉阔气弹性的枢纽。肌联卵白并不是一整根，而是由许多小珠子串起来的，每一个小珠字齐是一个独处的卵白质结构域。

郑鹏团队重心贪图了一个名为 127 的小珠子。在原子级显微镜下，127 的体式有点像一个小小的三明治，中间夹层由几条面条状的结构也等于 β 折叠片组成。当肌肉进行拉伸时，拉力就像在拉这个三明治的两头，这时中间夹层的面条就会被拉开。

不外，枢纽在于拉开的表情。如果拉力是从一端到另一端像拉开拉链通常，把氢键一个一个地扯开，这时需要的力气相比小。但如果拉力是让 β 折叠片之间发生剪切式的错位，那么要想让整个的氢键同期崩断，就需要大得多的力气。

这就像拒绝两片粘在一齐的魔术贴通常。当你徐徐地从一角掀翻也等于经受拉开拉链的款式，就会特地节略；但如果你试图把两片魔术贴径直地平行撕开也等于经受剪切款式，则会特地劳作。大自然中那些最坚贞的材料，比如蜘蛛丝以及某些细菌用来紧紧粘物体上的自然胶水，齐是使用剪切款式来抗击外力。

这让郑鹏团队意志到：卵白质的抗拉强度，在很猛进度上取决于它里面有些许对氢键，以及这些氢键是否在剪切款式下共同受力。对于氢键来说，咱们不错把它瞎想成一种隐微的、带磁性的小手，它能把卵白质的不同部分拉在一齐。手牵得越多，全体就越牢固。

用 AI 加模拟的表情在电脑里造物

意念念弄明白了，然而怎样制造比 127 更强韧的卵白质呢？使用传统的试错循序，比如敷衍替换几个零件也等于氨基酸，效果是聊胜于无的。

这时，郑鹏团队在 AI 和分子模拟本领的匡助之下，遐想了一条贪图活水线。

他们从 127 的三明治里，切下了两条最枢纽的厚爱受力的 β 链，把它们行为中枢遐想元素输入给一个名为 RFdiffusion 的 AI 模子。这个模子概况围绕所给出的中枢元素，脑补出层见迭出个全新的卵白质骨架结构。那些遐想厄运的决议会被径直淘汰，而结构合理的、得胜延迟了 β 链的优秀决议则被保留住来。

光有骨架还不够，还得给骨架配上得当的血肉也等于氨基酸序列，只好这样才能折叠成想要的体式。这时，另一个名为的 AI 模子出场了。它是个“序列遐想师”，有利左证给定的卵白质骨架，反向遐想出最有可能的 AI 模子运行派上用场。

它是一个序列遐想师，不错左证给定的卵白质骨架，反向遐想出最有可能折叠成为这个体式的氨基酸序列。只需一个骨架，它就能遐想出 400 种不同的填色决议。

那么，遐想好的序列确实概况折叠成想要的体式吗？郑鹏团队以 ESMFold 和 AlphaFold2 行为预言家来对此进行西宾。ESMFold 的速率特地快，概况针对层见迭出的序列作念初步结构揣测和打分。得分最高的 1,000 个，再来交给更精确的 AlphaFold2 来作念最终裁判。只好那些揣测结构与开首草图高度吻合、何况置信度分数极高的遐想决议，才能进入下一轮。

除了通过来自于 AI 的锻真金不怕火，还要在捏造宇宙里接受严酷的压力测试。通过使用分子能源学模拟本领，郑鹏团队在超等贪图机里为这些捏造卵白质分子创造了一个近乎真实的环境。

第一个测试是拉力测试，使用牵引分子能源学模拟本领捏造地拉扯卵白质的两头，望望到底需要多淘气气才会被拉散架，从而概况测量出来“解折叠力”（unfolding force）。

第二个测试时耐热测试，使用退火模拟把捏造环境的温度从寒冬的竣工零度，一齐飙升到 140 摄氏度，借此检测卵白质结构在高温下是否会散架。

甩掉这一轮轮的 AI 生成、AI 筛选和物理模拟筛选，郑鹏团队从 20 万个候选遐想中，最终锁定了几个最有后劲的超等卵白质遐想决议，并将它们定名为 SuperMyo。

实践宇宙的西宾：从皮牛顿到纳米牛顿

电脑里的揣测再齐全，需要实践宇宙的考证。郑鹏团队把这些遐想出来的 SuperMyo 基因放入细菌工场中，得胜产出了真实的卵白质。

那么，怎样测量一个只好纳米大小的卵白质分子的强度？他们使用了原子力显微镜，这种显微镜的顶端比针尖还要细许多倍。他们把单个 SuperMyo 卵白质分子的一端固定在玻璃片上，另一端黏在原子力显微镜的顶端上。然后，适度顶端缓缓进取拉，这时就能像一个小型拉力计通常，及时地记载下来拉开这个分子所需要的力的大小。

甩掉发现：自然的 127 小珠子，在实验中被拉开需要大要 250 皮牛顿的力（皮牛顿口舌常小的力单元）。而第一代遐想的 SuperMyo A339 需要大要 350 皮牛顿的力，强度普及了大要 40%。

然而只是一个运行，郑鹏团队并莫得停步于此，他们经受了迭代遐想的战术，使用第一代 A339 的中枢 β 链行为新的开首，继续使用 AI 和模拟本领来延迟它，并加多了更多的氢键。就这样，他们遐想出了 B 系列、C 系列...... 直到 F 系列。

每一次迭代，抗拉强度得到了显耀普及。实验数据走漏，最强的 SuperMyo F553 其解折叠力达到了惊东说念主的 1050 皮牛顿，是自然 127 的 4 倍多，揣测甩掉走漏它不错承受跳跃 2500 皮牛顿的力。

更要害的是，实验数据了了显著：卵白质力的氢键对数越多，它能承受的拉力就越大。这齐全考证了郑鹏团队开首的遐想理念：通过剪切式氢键收集的最大化来打造超强卵白质。

SuperMyo 不仅特地厚实，还很耐造。它具备可逆折叠的特点，概况像的确的弹簧通常，被拉直之后一朝削弱，还能我方恢回话状。以名为 B342 的 SuperMyo 为例，它的回弹得胜率高达大要 90%。

它也具备超等耐热的特点，庸俗的 127 在 70 摄氏度傍边就会变性失活。而 SuperMyo 在一种检测卵白质结构的仪器也等于圆二色光谱仪的检测之下，即时加热到 100 摄氏度，结构仍是安如泰山。

从分子到材料：打造不怕高温的智能果冻

SuperMyo 单个分子的性能这样强，怎样滚动成为咱们能看见的、能使用的材料呢？郑鹏团队猜度了水凝胶。这是一种富含水分的三维收集材料，其实像果冻和隐形眼镜齐属于水凝胶。许多生物医用材料用的齐是卵白质水凝胶，然而它们渊博怕热，无法进行高温灭菌，以至于应用畛域受到了限制。

而郑鹏团队使用了一个分子扣件系统——SpyTag/SpyCatcher。它俩就像是一堆来自于大自然的魔术贴，只须际遇一齐就会紧紧结合。基于此，他们把名字为 A339 和 B42 的 SuperMyo 卵白质像串珠子通常，使用 SpyTag 一语气成为多聚体。

同期，把它的搭档 SpyCatcher 一语气到一种四臂的聚乙二醇分子上。当两者羼杂之后，SpyTag 和 SpyCatcher 就会马上扣合，将卵白质和聚乙二醇交联在一齐，短暂即可造成透明的水凝胶。

恰是基于这些性能，让不同实验出现了冰火两重天的对比效果。用此前自然 127 小珠子制成的水凝胶，一朝被加热到 80 摄氏度通常就会羞辱和软化。而使用 SuperMyo A339 和 B42 制成的水凝胶，在 121 摄氏度的高温下仍能保握透明和凝胶状。

在一种测量材料软硬粘弹性的仪器也等于在流变仪的测试中，127 水凝胶在 80 摄氏度隔壁发生弹性上的骤变，这意味着它的结构坍塌；而 SuperMyo 水凝胶的弹性模量在整个这个词加热历程中长久保握沉稳。这意味着，这种新式卵白水凝胶不错径直进行高压蒸汽灭菌，为制造无菌的、可耐久植入的生物医用材料铺平了说念路。

郑鹏回忆称：“当咱们通过 AI 遐想，大幅度编削了卵白质的氨基酸序列（偶然编削量高达 50 或 100 个氨基酸）后，这些全新的卵白质果然确实能在细菌中得胜抒发并纯化出来。这本人就特地神奇，讲解了 AI 卵白质遐想的坚强才调。

而当咱们缓缓加多氢键数目，最终达到 33 个时，在实验中不雅测到解折叠力突破 1,000 皮牛顿的那一刻。这特地令东说念主奋斗，它不单是是咱们团队的得胜，更是说明了咱们整个这个词限制几十年来对于剪切氢键决定力学强度这一猜想的正确性，何况咱们确实应用这个限定取得了庞大的性能突破。”

自然，这项贪图并不单是是为了创造几个最强的卵白质记载，它更是讲解了一种全新的、可扩充的卵白质感性遐想范式。即把深远的化学物理旨趣，与 AI 生成用具和物理模拟相结合，就能造出自然界不存在的、具有不凡性能的卵白质。

郑鹏示意，AI 是这项贪图的决定性用具，莫得它这个课题就无法完成。但他和团队对于卵白质，绝顶是其神奇力学功能的学问积攒，其实始于更早之前。郑鹏从 2015 年归国责任以来，近十年时候齐在贪图卵白质的力学性质与沉稳性。

不错说，耐久的基础贪图是泥土。转移点出目下 AlphaFold2 等 AI 用具的出现，他和团队对此特地兴盛，因为已毕他们构想的钥匙终于来了。具体到本次责任，他们攀附插足了大要三到四年的时候进行 AI 遐想、模拟考证和实验测试。但若从整个这个词学问和本领储备的条理看，不错说是近十年的积攒才最终促成了这项得胜。

郑鹏补充称，卵白质自然很早就被倡导，但它之是以有不朽的贪图魔力，是因为它简直扩充了人命的整个功能。对于此不错举出大批例子：肌肉收缩让咱们能跑能跳、腹黑搏动、视觉感知、听觉造成、食品消化……人命每一种功能的背后，简直齐有特定的卵白质在运作。

人命的功能用之不休，对应的卵白质偏执贪图课题也就用之不休。往常，东说念主们主如果在发现和倡导自然的卵白质。而如今，AI 让其进入了新的阶段：不仅不错倡导自然卵白，还不错再行遐想它们，致使创造出比自然版人道能更好的全新卵白质。这等于卵白质遐想限制的魔力与畴昔，其中又蕴含着无限的可能性。

参考府上：

关联论文 https://doi.org/10.1038/s41557-025-01998-3

https://www.nature.com/articles/s41557-025-01998-3

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