PepBridge: Diffusionsmodell für gleichzeitiges Proteinoberflächen-Design

Die neueste Veröffentlichung auf arXiv (2511.16675v1) stellt PepBridge vor – ein innovatives Framework, das die gleichzeitige Gestaltung von Proteinoberflächen und -strukturen ermöglicht. Durch die Kombination von receptorbezogener Geometrie und biochemischen Eigenschaften liefert PepBridge eine Lösung für die bislang schwierige Aufgabe, physikalisch realistische Proteine zu entwerfen, die exakt zu Zielrezeptoren passen.

Der Ansatz beginnt mit einer 3‑D-Punktwolke, die die Oberfläche des Zielrezeptors repräsentiert. Mittels Denoising Diffusion Bridge Models (DDBMs) wird diese Oberfläche in eine passende Ligandenoberfläche übersetzt. Anschließend nutzt ein mehrschichtiges Diffusionsmodell die erstellte Oberfläche, um die komplette Proteinstruktur vorherzusagen. Shape‑Frame Matching Networks sorgen dafür, dass die Oberflächengeometrie exakt mit der Rückgratarchitektur übereinstimmt, wodurch Konformitätsstabilität und chemische Machbarkeit gewährleistet werden.

In umfangreichen Validierungsstudien zeigte PepBridge, dass es in einer Vielzahl von Design-Szenarien strukturverträgliche Proteine erzeugen kann. Die Ergebnisse markieren einen bedeutenden Fortschritt im top‑down‑Design von Proteinen und eröffnen neue Möglichkeiten für die Entwicklung maßgeschneiderter Therapeutika und biotechnologischer Werkzeuge.