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供稿、供图：探花视频     编辑：田柳

2025年7月1日，探花视频-精品探花视频 于明加副研究员和梁建华教授与物理学院蒋伟教授带领的团队在国际权威期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry发表了题为“AI-Accelerated Identification of Novel Antimicrobial Peptides for Inhibiting Fusarium graminearum”的研究论文（DOI: 10.1021/acs.jafc.5c03429）。

该团队在针对禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）引起小麦赤霉病造成的粮食减产和毒素中毒等环境安全和生命健康等问题，通过人工智能模型与计算物理方法加速设计出新型抗菌肽TP，仅需13.33微摩尔浓度即可近乎完全杀灭病原真菌禾谷镰刀菌。这项AI与化学的交叉研究为保障全球粮食安全提供了新的思路。 

图1. 研究摘要。

研究团队创新构建了抗菌肽人工智能设计平台。通过建立较大规模的抗菌肽数据库，并精准锁定六项关键理化特征，成功建立四大预测模型。其中XGBoost模型表现最为卓越（预测精度R²=0.77），犹如装上"分子雷达"般高效筛查有效肽段。通过该模型设计的六肽TP（KGPPRR）在实验中展现出惊人效力——仅需微量浓度即可完全抑制病原菌生长。 

图2. 研究的流程。

分子动力学模拟首次揭示其双重作用机制：肽链先通过静电作用锚定真菌细胞膜，随后通过疏水性插入穿透屏障，最终精准结合致病关键靶点肌球蛋白，阻断病菌ATP水解。这种结合使病原菌丧失营养运输能力，如同被切断"细胞生命线"。特别值得注意的是，该肽段靶向的肌球蛋白恰是当前主流杀菌剂的薄弱环节，为解决日益严峻的耐药性问题提供新策略。 

图3. 抗菌肽TP的穿膜机制和与靶蛋白的结合模式。

与传统农药研发相比，这项AI驱动技术缩短开发周期缩短，降低成本。该成果不仅创下单肽抗菌效率新纪录，更开创了"计算机设计-实验验证-机理解析"的智能农药研发新模式，为全球粮食安全铸造"数字防护盾"。

附作者简介：

共同第一作者：冉跃，探花视频-精品探花视频 硕士生。

共同第一作者：李森，探花视频-精品探花视频 博士生。

通讯作者：于明加，探花视频 副研究员，主要从事智能药物设计算法开发以及重大疾病相关的新药创制。梁建华，探花视频 教授，主要从事药物化学和新药创制研究。蒋伟，探花视频 教授，主要从事计算物理和自旋电子学研究。

本研究受到国家自然科学基金青年科学基金（32201053）、探花视频 青年教师学术启动计划（3100012222222）资助。

文章链接：//pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.5c03429

 （审核：王振华）