AI导读:

美国研究人员利用人工智能设计出具有天然酶关键特征、可介导多步反应的新型酶,这一成果被业内专家誉为酶工程领域的里程碑。虽然新设计的丝氨酸水解酶在效率上不及天然酶,但研究人员计划进一步调整结构以提高催化效率。

  美国研究人员近日在《科学》杂志上发表论文称,他们运用人工智能(AI)技术成功设计出了一种具有天然酶关键特征、可介导多步反应的新型酶,这一成果被业内专家誉为“酶工程领域的一个里程碑”。

  酶,作为一种高效的生物催化剂,在医学、化工、农业等多个领域发挥着重要作用。然而,由于大部分天然酶制备困难、稳定性差且催化条件苛刻,其大规模应用受到限制。如何研发出具有高催化活性和选择性的人工酶,一直是全球科学家面临的难题。

  据美国华盛顿大学等机构的研究人员透露,他们早期的研究主要聚焦于调整现有酶的结构,以创造出催化效率更高或具备不同功能的新酶。但这种方法难以获得可介导多步反应的高效酶。

  此次,研究人员借助多种AI工具,设计出了一种可介导多步反应的丝氨酸水解酶,其催化效率比之前设计的类似酶高出6万倍。丝氨酸水解酶在催化水解反应中起着关键作用,天然的丝氨酸水解酶参与消化、脂肪代谢、凝血等众多生物过程。

  英国《自然》杂志也援引了美国伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校合成生物学家赵惠民的观点,认为这一成果标志着酶工程领域取得了重大突破,现在有可能设计出具有类似天然酶活性的酶,并将其投入实际应用。

  研究人员强调,尽管此次只是实现了原理验证,新设计的丝氨酸水解酶在效率上仍不及天然的丝氨酸水解酶,但他们计划进一步调整酶的结构,以提高催化效率,推动这项技术走向实用化,例如设计出用于分解塑料的酶等。

(文章来源:新华网)