用AI从头“定制”可介导多步反应的酶

中国科学报
发布时间: 2025-02-17 07:03:54 584次浏览

 bjB知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

凭借在计算蛋白质设计方面的贡献,斩获2024年诺贝尔化学奖的美国华盛顿大学教授David Baker带领团队再获新突破。其与合作者利用人工智能(AI)从头设计出具有天然酶关键特征,即可介导多步反应的全新的酶。该酶能够加速一个对许多生物和工业过程(如塑料降解回收)至关重要的四步化学反应。相关研究近日发表于《科学》。bjB知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

“这是酶工程领域的一个里程碑。”美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的合成生物学家赵惠民说,“这表明,我们现在有可能设计出有实际用途的天然活性酶。”bjB知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

酶是一种高效生物催化剂,科学家一直在探索如何更好地利用它加速所需的化学反应。早期的相关研究主要通过对已有的酶的结构进行调整,来创造催化速率更高或具有不同功能的新酶。但这种方法很难创造出能够介导多步反应的高效酶。“这就像去二手店买西装,可能不太合身一样。”论文合著者、华盛顿大学的蛋白质设计师Anna Lauko说。bjB知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

随着科学技术发展,AI走进了研究人员的视野,他们开始尝试利用AI从头设计酶,但成效并不显著。该方法设计出的酶同样无法像天然酶那样催化多步反应,往往反应第一步后就停止了。bjB知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

为了破解上述难题,Baker、Lauko等人将多种机器学习方法结合起来。他们首先从名为RFdiffusion的AI工具开始。这是Baker团队于2022年推出的基于扩散模型的蛋白质设计工具,它可以从头生成新的酶结构。然后,他们创建了一个名为PLACER的深度神经网络,通过模拟酶中原子的位置及其在反应的每个步骤中结合的分子来改进结构设计。这时AI就像一个过滤器,在不断检查酶的活性位点,即与分子相互作用的部分是否兼容、是否正确排列以执行每一步反应。在赵惠民看来,这是非常具有创新性的。bjB知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

Lauko说,将这些AI工具结合使用有助于“获得完美合身的定制西装”。他们最终利用AI从头设计出了一种新的具有复杂活性位点的丝氨酸水解酶,其在加速反应方面比以前设计的以类似方式工作的酶强6万倍。bjB知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

“我们可以尝试利用该技术设计一种丝氨酸水解酶来分解塑料。”Lauko说。bjB知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

不过,研究人员强调,他们此次发表的研究只是原理证明。尽管新的酶前景广阔,但它没有天然丝氨酸水解酶那么有效。他们希望对该酶的结构进行更多微调以提高其催化速度和效率,使该技术离现实应用更进一步。bjB知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.adu2454bjB知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

本文链接:http://knowith.com/news-3-1729.html用AI从头“定制”可介导多步反应的酶

声明:本网页内容由互联网博主自发贡献,不代表本站观点,本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼,请大家谨防诈骗!若有侵权等问题请及时与本网联系,我们将在第一时间删除处理。

热门文章

延伸阅读

相关阅读

胶州市卫校了3+2录取分数线 胶州市第二卫校录取分数线
胶州市卫校没有3+2的录取制度。 胶州市卫校录取条件:1、初中应届毕业生:3+3(大专)3+4(本科),要求中考成绩300分以上,同时参加学校组织的招生面试。2、初中往届毕业生:3+3(大专)3+4(本科)要求具有初中毕业证同时参加学校组织的
盘点一下,今年有哪些明星也参与了高考?
今天小编整理了盘点一下,今年有哪些明星也参与了高考?相关信息,希望在这方面能够更好的大家。 在今年参加艺考的明星有 张子枫、何洛洛、赵今麦、周奇、刘奇、李庚希,焉栩嘉 等等。 何洛
罗山高考成绩喜报2024 宁夏六盘山高级中学高考成绩
今天小编整理了罗山高考成绩喜报2024 宁夏六盘山高级中学高考成绩相关信息,希望在这方面能够更好的大家。 宁夏六盘山高级中学2022年高考成绩:宁夏六盘山高中有1925名学生参加高考,本科上线1845人,上
广东春季高考280算低分吗
广东春季高考280算低分吗很多朋友对这方面很关心,整理了相关文章,供大家参考,一起来看一下吧! 春季高考广东省普通类文化科总分为170分,体育类文化科总分为170分、术科为175分,音乐类文化科总分为
高考艺考专业主要都考什么?
最近经常有小伙伴私信询问高考艺考专业主要都考什么?相关的问题,今天,小编整理了以下内容,希望可以对大家有所帮助。 2024年艺考最新政策进行了大规模改革。 2024年的艺考改革,从考试形式
山东艺考时间2023具体时间 山东2024年艺考时间表
今天小编整理了山东艺考时间2023具体时间 山东2024年艺考时间表相关信息,希望在这方面能够更好帮助到大家。 2024年山东省公务员考试公共科目笔试时间安排为2023年12月10日,具体安排为上午9:0

热点精选

最新推荐

您可能感兴趣