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AlphaFold kann Protein-Origami

Eine KI der Google-Tochter DeepMind kann die 3D-Struktur von Proteinmolekülen berechnen – das war bisher nur mit jahrelangen Laborexperimenten möglich.

Die KI-Anwendung AlphaFold ermittelt die 3D-Struktur von Proteinmolekülen und ermöglicht so bahnbrechende Forschungen zu deren biochemischer Funktionsweise.

Bild: DeepMind

Von den meisten der heute bekannten 200 Millionen Proteinen ist nur die Sequenz ihrer Aminosäuren bekannt. Es ist aber die 3D-Form, die Faltung eines Proteins, die seine Funktion für Lebensvorgänge bestimmt. Sie entscheidet, ob ein Antikörper einen Erreger angreift, ob ein Enzym eine biochemische Reaktion auslöst und ob ein Muskel sich bei Bedarf zusammenzieht. Eine Sequenz aus Hunderten oder sogar Tausenden Aminosäuren kann eine immense Zahl an Formen annehmen. Der Biochemiker Cyrus Levinthal schätzte, dass für ein typisches Protein 10 hoch 300 Faltungen möglich sein können – mehr als es Sterne im Weltraum gibt.

Nun hat die KI-Anwendung AlphaFold der Google-Tochter DeepMind bei der zweijährlich wiederkehrenden Challenge der University of California bisher kaum für möglich gehaltene Leistungen gezeigt: Von rund 100 dem System unbekannten Proteinen bestimmte AlphaFold die 3D-Struktur bei etwa 70 so genau, wie das bisher nur aufwendig im Labor möglich war.