Physik‑basierte Protein‑Designs: Topologie‑bewusstes Unfolding und Generierung

Ein neues Verfahren kombiniert klassische Physik mit modernen Diffusionsmodellen, um Proteinstrukturen mit bisher unerreichter Genauigkeit zu entwerfen. Durch einen physikmotivierten, nichtlinearen Rauschprozess werden Proteine in ihre sekundären Elemente wie Alpha‑Helices und lineare Beta‑Sheets überführt, wobei die topologische Integrität – also Bindungen und Kollisionen – strikt gewahrt bleibt.

Der Ansatz nutzt das Flow‑Matching‑Paradigma auf der SE(3)-Gruppe, um die invariantverteilte Struktur der Proteinrückgriffe präzise abzubilden. Durch die Einbindung von Sequenzinformationen wird das Modell in der Lage, sequentienabhängige Faltungen zu erzeugen und damit die generativen Möglichkeiten erheblich zu erweitern.

Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass das neue Modell bei der unbedingten Protein‑Generierung den aktuellen Stand der Technik übertrifft. Es liefert nicht nur designfähige, sondern auch neuartige Proteinstrukturen und kann Monomersequenzen exakt in ihre konformationelle Form bringen.