在医美原料的胶原蛋白研发领域，存在如稳定性不佳、分子结构需要优化与创新、降解速度与持久性等问题。在本次项目进展过程中，我们遇到的一个关键挑战是单股链胶原蛋白的稳定性不足。对此，予路乾行通过AI技术和分子动力学模拟，与冀百康展开了干湿结合的实验研发，从三个方面进行了优化：
防止水解断裂：在不同的pH值和温度条件下，特定氨基酸可能导致胶原蛋白链断裂。我们通过精密设计，去除了容易发生反应的氨基酸片段，大幅提升了胶原蛋白的抗水解能力。
抗酶降解保护：针对胶原蛋白在生产和使用过程中可能受到的酶解影响，我们优化了其序列结构，去除了易受酶降解的区域，显著提高了产品的稳定性与持久性。
三螺旋结构优化：通过分子动力学模拟，重新设计了胶原蛋白的三螺旋结构，增强了分子间的相互作用，使胶原蛋白在自组装时表现出更高的稳定性。
最终，针对于共同设计的抗皱抗衰老新型胶原蛋白产品，经过多轮实验验证，细胞增殖活性相比于参照分子有80-100%的提升，黏附性也有提升，以及表达量提高。予路乾行优化的单股链胶原蛋白及新型三螺旋结构胶原蛋白，均展现出卓越的稳定性和长效护肤效果，为消费者带来更加持久的美丽体验。
予路基于AI的流程化平台不同于传统筛选的随机性，可以在不同维度的评价上，高效筛选理想胶原片段。评价标准包含序列片段的稳定性，高分片段的水解位点、酶切位点、功能位点识别，候选片段的3D结构分析和动力学模拟分析。
流程化筛选平台可以大大提高效率，快速从上万个序列中筛选得到数十个候选片段，从理性分析的角度精准得到理想的胶原蛋白序列。
胶原蛋白计算赋能方向介绍
予路乾行凭借先进的AI技术和分子动力学模拟，专业设计胶原蛋白序列，加速突破研发中的关键瓶颈。通过以下几个方面，确保胶原蛋白产品在结构稳定性、抗酶解能力及分子自组装等方面得到全面提升：
1. 重组I型/III型人源化胶原蛋白建模
从基因序列出发，进行人源化胶原蛋白的精准建模，并对所设计的序列进行可行性评估，确保其符合医美领域的严格要求。
2. 序列性能差异评估
通过分子动力学模拟，评估不同胶原蛋白序列的性能差异，确保最优的分子设计用于产品研发中。
3. 三螺旋结构的精准分析
通过计算，深入分析胶原蛋白三螺旋结构中的氢键、盐桥及偶极-偶极相互作用，确保产品在结构上具备高度稳定性。
(Gly-Pro-Hyp)9三螺旋胶原蛋白结构示意图
4. 抗酶降解设计
胶原蛋白在人体内的降解主要由基质金属蛋白酶（MMP）引发。我们可以通过分析胶原蛋白链上的MMP裂解位点，设计抗酶解能力更强的序列，并根据MMP溶剂可及性和残基电性对胶原蛋白进行结构优化，进一步增强产品稳定性。
MMP1与纤维状底物的结构域、MMP1的溶剂可及性表面
5. 分子自组装的稳定性评估
分子动力学分析显示，多个胶原蛋白单体聚集后的自组装稳定性至关重要。我们通过优化分子间相互作用，确保产品在自组装过程中的高稳定性。
(Gly-Pro-Hyp)9三螺旋胶原蛋白动力学模拟轨迹
6. 整合素优化设计
我们的胶原蛋白设计不仅关注分子结构，还深入优化整合素的介导功能，确保在细胞间和细胞外基质间的识别与粘附中具备更优性能，同时调节细胞的生长与分化，提升产品的整体生物活性。
通过这一系列AI赋能的创新设计，确保胶原蛋白产品不仅具备高稳定性和抗降解性，还能有效推动医美领域的产品创新与应用。
参考文献：
[1] Perumal S , Antipova O , Orgel J P R O .Collagen fibril architecture, domain organization, and triple-helical conformation govern its proteolysis[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2008, 105(8).DOI:10.1073/pnas.0710588105.
关于冀百康
珠海冀百康生物科技有限公司成立于2015年，是高活性生物原料产品的制造商，为客户提供全面的解决方案以及成品的ODM/CDMO服务。
冀百康生物专注于“高附加值”与“高活性”生物原料两大核心领域，具备高端化妆品多肽、原料配方的应用研究和生产能力。建立了功能完善的质检中心和健全的质量管理体系，拥有规范的GMP标准中试车间。公司为国家高新技术企业，广东省科技型中小企业，珠海市新型研发机构，珠海市金湾区创新驱动企业。
关于予路乾行
予路乾行是基于多尺度分子动力学结合自主创新的AI算法而构建的新一代人工智能药物研发平台，提供各类计算化学服务，包括但不限于高柔性靶点建模、靶点可成药性分析、面向大分子及小分子药物结构筛选、设计、优化等。特别是针对难成药靶点提供分子成药机理解析、全新药物分子结构设计、和结构优化解决方案。
公司创立之初即获评苏州市工业园区科技领军项目企业，2022年获批苏州市级姑苏领军人才项目，核心技术获得诺贝尔化学奖得主Roald Hoffmann推荐，目前已与多家国内外生物医药企业合作推进数个新药研发管线并取得多个突破性成果。
