2016 年 3 月，在观看了古老的围棋游戏击败人类世界冠军李世石后，联合创始人 Demis 回忆起自己本科时的经历。
当时，他玩了一款名为 的游戏，玩家可以将氨基酸链折叠成蛋白质结构。即使玩家对生物学一无所知，也不会影响他们折叠蛋白质的能力。如果AI可以用来模仿围棋高手的直觉，那我们是不是可以写一个算法，用AI来模仿棋手的直觉呢？
模拟蛋白质折叠的游戏界面
蛋白质折叠问题
蛋白质折叠是一个令人着迷的问题。
一张纸在折叠之前只是压平的木浆。当你折叠这张纸时，可以创造出各种功能。例如，如果将其折叠成飞机，纸飞机可以投掷和滑翔，供儿童娱乐。而如果将其折成灯笼，则可以在中秋节时观赏，表达团圆的美好寓意。
蛋白质在地球上被称为具有数亿种不同形状的分子，每种形状都执行特定的生物功能。血红蛋白和肌红蛋白将氧气输送到整个肌肉和身体，角蛋白为头发、指甲和皮肤提供结构，胰岛素使葡萄糖进入细胞转化为能量。这些功能通常由蛋白质的形状或结构定义。一串氨基酸分子在自发折叠成其天然形状之前没有任何功能。
细胞将称为氨基酸的小分子串成多肽链，这是制造蛋白质的过程。细胞如何选择氨基酸取决于 DNA 提供的基本指令集。多肽链一旦组装完成，在极短的时间，千分之一秒内，它会再次弯曲，精确折叠成蛋白质最终的三维形状，然后离开分子组装线，立即执行其生物学功能。工作。
图为：核糖体使用信使 RNA 模板来制造蛋白质
如果蛋白质在这个折叠过程中出错并错误折叠或解开，就会导致毒性和细胞死亡。许多疾病，例如镰状细胞性贫血，都是由错误折叠的蛋白质引起的。错误折叠的蛋白质会聚集成团，是阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病的标志。
已知的蛋白质结构可分为四个层次。
一级结构可以理解为线性的弦。基本组成部分是氨基酸，即字母。常见的氨基酸只有20种，因此一级结构串通常只包含20个字母，其余6个字母。二级结构是在一级结构串的基础上，肽链折叠变换形成局部三维结构。三级结构是多个二级结构拼接在一起并折叠成完整的三维蛋白质结构。四级结构是多个三级结构分子组合成复合体。
四种不同水平的蛋白质结构
20 世纪 50 年代，生物化学家克里斯蒂安·安芬森 ( ) 的发现为他赢得了诺贝尔奖。他将蛋白质添加到化学溶液中。溶液的破坏导致蛋白质错误折叠，但他随后观察到，在去除化学试剂后，蛋白质可以自发地重新折叠并恢复到其天然结构。安芬森假设蛋白质折叠成其原始结构是由蛋白质的氨基酸序列自动完成的，其中包含所有必需的信息。这就是安芬森的教条。
安芬森的教条意味着应该有一种方法可以根据氨基酸序列预测蛋白质的形状，这就是蛋白质折叠问题。
分子生物学中的许多假说被称为教条，其中最著名的是中心教条（The Dogma of）。遗传信息的标准过程是DNA生成RNA，RNA生成蛋白质。中心法则指出遗传信息传递给蛋白质。之后，它不会流回核酸中。蛋白质折叠领域还有一个教条，称为利文塔尔悖论，即给定蛋白质可供选择的可能构象数量是天文数字。即使对于一个小蛋白质来说，它所需要的也比宇宙存在的还要多。还有更多的时间来探索所有可能的构象。真可谓“一沙一世界，一花一天堂”。
安芬森教条的例外是人类已知的许多疾病。例如，朊病毒的构象与其预期的天然折叠状态不同。淀粉样蛋白疾病，如牛海绵状脑病（疯牛病）、阿尔茨海默病和帕金森病，是安芬森法则的例外，其中天然蛋白质错误折叠成不同的构象，导致致命的淀粉样蛋白积聚。
回到蛋白质折叠的问题，蛋白质组装时间这么短，到底是什么引导蛋白质走上正确的折叠路径呢？蛋白质的结构可以从氨基酸序列预测吗？折叠的代码和机制是什么？
