Claude's scorpion-toxin binder campaign: 211 candidates tested, 17 met the binding criteria

Anthropic Science及合作团队 · 2026-10-20

Claude把多种设计工具组织成了一次真实的蛋白筛选任务，获得了实验支持的蝎毒结合蛋白；下一步要检验它们能否阻断毒性。

一条蛋白序列在电脑里看起来能结合毒素，拿到实验室后会怎样？这次，Claude的蛋白设计进展有了一组可以追查的答案：318,484个计算设计、211个送检候选、17个满足作者结合标准的蛋白。

研究对象是能与蝎毒结合的蛋白，目标是为抗毒治疗寻找起点。Anthropic在技术报告中公开了设计任务、实验曲线和未成功的尝试。最值得看的是：AI如何把候选交到实验室，以及实验究竟替哪些计算判断提供了支持。

研究总览：蝎毒、钠通道、中和抗体和Claude设计的结合蛋白 — Figure 1. 原文图形摘要。紫色为Cn2毒素，橙色为设计蛋白；结合与抗体竞争已有实验支持，右下角的细胞功能阻断仍是待验证的预期。图中简写的Cn2-B1亲和力，应按原文Table 1理解为测量上限。

先看一分钟：它要拦住毒素的哪一步

蝎毒中的部分神经毒素会干扰电压门控钠通道，影响神经信号。已有中和抗体能结合毒素、阻止其作用于通道。团队希望设计小型蛋白，覆盖毒素与通道接触的区域，沿着类似思路寻找新的候选。

Figure 2. Anthropic官方动画，约60秒。前半段解释Cn2如何作用于钠通道，后半段呈现结合与竞争结果；结尾的“Next steps”表示后续计划。

视频中的紫色Cn2、黄色抗体LR和橙色设计蛋白，可以连起来理解：已知抗体提供了一个有意义的结合位置，设计蛋白能否占据相近位置，再由实验检验。结构动画不是细胞解毒实验的录像。

研究同时挑战来自四种蝎子的五种毒素：Cn2、Ts1、AaHII、AaHI和LqhIII。它们结构相似，却不完全相同；能结合其中一种，并不意味着能覆盖其他种。这也是团队同时尝试单毒素与多毒素设计的原因。

五种毒素的来源、序列关系、结构和通道结合区域 — Figure 3. 原文Figure 1。五个靶点来自四种蝎子，具有相近折叠但存在序列和表面差异；下排标出本轮任务关注的通道结合区域。

64小时里，Claude承担了哪些工作

本次使用的是Claude Science中的内部研究模型，报告没有将它对应到某个公开销售的模型版本。人类先选定问题和靶点，给出工具、评分公式、预算与多样性约束；初始提示约1.9万英文词，之后还有四次补充指令。

在这些边界内，Claude决定采用哪些结构、选择接触位置、调用哪些设计工具、如何分配计算资源，并筛选最终候选。它实际使用了12种设计工具，包括RFdiffusion3、Mosaic和Proteina-Complexa等，再调用结构预测工具交叉评估。这项进展体现为组织设计任务和执行决策的能力，具体的分子生成仍由专业模型完成。

设计工具、预测筛选、时间线和送检集合 — Figure 4. 原文Figure 2。上半部分串起设计、筛选与送检，下半部分给出时间线和候选分组；64小时对应主任务选出180个设计。

这里有三种数字不能混在一起：318,484是生成的计算设计数；553,052是筛查的“设计—毒素”配对数，同一设计可以评估多个靶点；211才是最终送检的候选数。

“64小时”也有明确边界：它从初始指令计时，到主任务确定180个设计为止；后来又加入31个候选。湿实验在之后进行，不能把它写成64小时内完成设计、生产和验证。任务消耗约1万H100 GPU小时，这是并行计算资源的累计用量。

初始提示规定了什么以及Claude自行决定了什么 — Table 5. 原文Table S4。左列为人类预设的任务规则，右列为Claude作出的选择；目标、评分和预算有外部约束，执行中的结构与工具选择由模型承担。

这张分工表让“自主”变得具体：Claude在相当细致的研究框架中推进设计。报告没有设置同资源预算下的人类专家或固定流水线对照，因此还不能据此计算它比专家快了多少、节省了多少成本。

211个送检候选，怎样才算实验达标

实验由Adaptyv Bio和Twist Bioscience完成。两边的蛋白表达方式与检测格式不同，主筛使用表面等离子共振（SPR）测量结合，并辅以反向生物层干涉（BLI）、抗体竞争和非目标结合检测。换一种固定方式再测，是为了检查结果是否依赖某一种实验呈现形式。

两家实验室的结合、竞争与特异性检测及判定标准 — Figure 6. 原文Figure 3。实验区分“是否结合”“结合在哪里”和“是否乱结合”；最下排列出作者的达标规则，LqhIII因只有一家实验室检测而单独处理。

作者在看到数据后定义了一套保守标准：通常要求两家实验室的所有主筛重复均命中、测得的解离常数K_D均不高于1 µM、Twist的拟合最大响应不超过理论上限，并且对无关蛋白CLEC12A没有高于背景的信号。“检测到信号”与“满足整套标准”是两个门槛。

最后17个候选分别结合Cn2（7个）、AaHII（4个）、AaHI（4个）和LqhIII（2个），没有候选满足Ts1的判定标准。Ts1部分对照也存在未能明确解释的结果，因此不能把该靶点的阴性结果完全归因于设计能力。

五个靶点的代表性预测复合物与实验结合曲线 — Figure 7. 原文Figure 5。五列并排对照预测结构和两家实验室的代表曲线；四种毒素获得达标候选，LqhIII在Twist一行明确标为未检测。

其中15个具有两家实验室的主筛支持，2个LqhIII候选只由Adaptyv检测。后者适用单独的判定规则，不能把17个统称为“双实验室全部验证”。反向BLI中，Adaptyv的17个均命中，Twist检测的15个中有12个命中，也提醒我们检测格式仍会影响结果。

17个达标结合蛋白的设计来源、长度和两家实验室亲和力结果 — Table 8. 原文Table 1，保留完整表格与脚注。各列列出设计来源、长度及两家实验室的K_D；“≤”为上限，“not measured”表示未检测。

表现最强的Cn2-B1来自RFdiffusion3，是104个残基的蛋白。两家实验室给出的K_D分别为≤3.1 nM和≤1.7 nM。由于解离太慢而难以充分分辨，报告将这两个数视作上限，不能当作精确测定值。它提供了一个值得继续研究的紧密结合候选。

抓住毒素之后，还要证明抓对了位置

结合得紧，还不足以保证干扰毒素功能。研究用已知中和抗体LR先占据Cn2，再加入设计蛋白，观察其结合信号是否下降。

在能够评估的6个Cn2候选中，LR预先结合后，信号降低87%–95%；第7个候选信号太弱，无法据此判断。另一种结合不同位置的抗体RU1，对其中5个候选的影响只有15%–22%，但Cn2-B2是例外，下降66%，其预测界面也更接近RU1。

Cn2结合蛋白的结构对照、亲和力、抗体竞争和多反应性 — Figure 9. 原文Figure 6。结构对照与竞争结果支持多数Cn2候选结合在LR附近；图中的设计复合物是预测结构，竞争本身并不等于毒性中和。

这组对照支持候选占据或靠近预期区域，比单独的结合曲线更有解释力。是否真的阻止毒素作用于钠通道，仍需要细胞功能实验；动物保护、体内持续时间和可用剂量也尚未建立。

高分不等于命中，广谱设计仍卡在实验关

计算端看起来最有希望的设计，未必在实验中胜出。单毒素设计整体预测分数较高，实验命中也较多；但在同一设计组、同一毒素内，最终评分没有可靠地区分达标候选与其他设计。它适合用于筛选，却还不能替代实验排序。

三种结构预测工具对单毒素与多毒素设计的评分 — Figure 10. 原文Figure 4。三种结构预测工具总体给单毒素设计更高评分；这种组间趋势不意味着在同一靶点内，高分候选就一定能结合。

60个单毒素设计中有11个达标，约18%。其余151个按多毒素目标设计的候选中，虽然有6个对单一毒素达标，没有一个满足结合多种毒素的标准。最雄心勃勃的91个“五毒素”候选中，仅1个对AaHI达标。

不同设计目标的实际达标数和跨靶点结合结果 — Figure 11. 原文Figure 7。横向比较各设计组的送检数与达标数：单毒素组命中较多；多毒素设计中出现的达标结果，最终也都只对应一种毒素。

结构相似的毒素，仍可能需要不同的精细接触方式。这轮实验暴露了多靶点设计的困难，但一次任务、有限骨架覆盖，还不足以判定广谱路线行不通。

特异性也没有随高亲和力自动解决。额外的卵清蛋白检测中，最强的Cn2-B1和另一个候选AaHI-B4出现非目标结合信号。卵清蛋白并未被纳入上述四条标准；如果再要求对它无命中，17个会减少到15个。这提示后续需要进一步优化选择性，不能直接推断为人体毒性。

卵清蛋白对照中17个结合蛋白的响应及其他命中结果 — Figure 12. 原文Figure S26。上半部列出17个候选的卵清蛋白检测，Cn2-B1与AaHI-B4出现明显响应；其余15个接近基线，说明需分别评价亲和力与特异性。

从一次设计任务，走向可检验的研究协作

这项工作把通用AI在蛋白设计中的角色落到了具体环节：读取研究约束、组织工具、分配计算、筛选候选，再把判断交给外部实验室检验。Adaptyv的官方动态强调了自动化湿实验和公开数据；技术报告则把失败、检测差异与未完成的验证一起摆了出来。

官方报道邀请的独立领域研究者也把重点落在后续验证上。CNIO的Susana Vázquez Torres指出，结合只是抗毒治疗的一部分，安全性、可负担性和可及性同样关键；DTU的Timothy P. Jenkins则看重在短时间内并行推进多个靶点的潜力。这些是对结果的专业评价，并非新增实验验证。

目前的证据来自重组毒素结合实验，尚无细胞中和或动物保护结果。下一步最有分量的进展，将是证明候选能恢复被毒素干扰的功能，并在更接近真实治疗的条件下保持作用。Claude已经参与产出可检验的分子候选；这些候选能走多远，要由接下来的实验回答。

论文信息


Title	De novo design of protein binders against scorpion toxins with Claude
Source	Anthropic技术报告，v1；非期刊论文
Released	2026-10-20
URL	官方研究解读

来源与资源

资源	内容	链接
官方解读	研究背景、结果与专家评论	官方研究解读
完整报告	69页技术报告及补充材料；本文图表出处	完整技术报告（PDF）
公开数据	计算与实验结果，含结合曲线及分析文件	公开计算与实验数据
实验结果页面	Adaptyv官方动态链接的Proteinbase专题	Proteinbase结果专题

图表与动画来源：Anthropic及研究合作团队；图表按技术报告原样摘录，中文图注与解读为本稿整理。本文以技术报告核实数据，并参考官方解读、Adaptyv动态及中文报道；资料核对与本站发布日期均为2026-10-21。本文未独立运行设计任务、复现实验或验证候选疗效。

关键词

#蛋白质设计 #Claude #蝎毒结合蛋白 #实验验证 #BioAIDesign