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[前沿资讯 ] Organic nanozymes have broad applications from food and agriculture to biomedicine 进入全文
Eurekalert
纳米酶是一种微小的工程物质，可以模仿天然酶的催化特性，在生物医学、化学工程和环境应用领域有多种用途。它们通常由无机材料制成，包括金属基元素，由于其毒性和高生产成本，使其不适合用于许多用途。有机纳米酶部分克服了这些问题，并具有更广泛的应用潜力，包括食品和农业，但它们仍处于发展的早期阶段。 伊利诺伊大学香槟分校的一篇新论文概述了有机纳米酶的现状及其未来的潜力。在论文中，研究人员根据用于制造有机纳米酶的有机材料，确定了四种主要类型的有机纳米酶，包括聚合物、生物大分子（主要是纤维素）、有机化合物以及 DNA 和肽等生物材料。他们概述了每种类型的化学结构、成分、功能和催化活性，为其他科学家提供了基本信息。他们还说明了从农业、食品和环境到生物医药的相应应用。 Kamruzzaman 指出，无机纳米酶起源于生物医学领域，约 80% 的研究都发生在该领域。例如，它们用于诊断医学、成像、治疗和生物传感。然而，人们担心其固有毒性及其在治疗应用中对细胞活力的影响。有机纳米酶可以缓解这些担忧，并将其应用扩展到食品和农业领域。在之前的一项研究中，Kamruzzaman 和 Lee 率先使用以农业为中心的有机纳米酶，并结合分子传感工具，可以检测食品中是否存在农业农药。最终目标是创建一个简单的测试套件，人们可以在任何地方使用，并使用手机应用程序扫描结果，以获得指示食品中农药浓度的颜色读数。还推出了几种由可持续材料制成的额外有机纳米酶，并且正在开发更先进的分子传感系统。 Kamruzzaman 说：“有机纳米酶与无机纳米酶相比具有许多优势，但它们仍处于早期开发阶段，要将它们应用于食品和农业领域，我们还需要克服许多挑战。”一个障碍是适合生产的有机材料种类有限。研究人员指出，脂质或氨基酸是未来原型的有前途的材料，可以在开发下一代纳米酶方面发挥关键作用。
[前沿资讯 ] 黄曲霉毒素生物合成抑制剂研发获新进展 进入全文
科学网
广东省农业科学院农业生物基因研究中心作物品质控制与多组学技术创新团队（筹）与甘肃农业大学资环学院教授张军团队合作，在黄曲霉毒素生物合成抑制剂研发方面取得新进展，建立一套从分子原子水平理解黄曲霉毒素合成关键酶功能机制到高效筛选抑制剂的方法体系。相关成果近日在线发表于《微生物学前沿》（Frontiers in Microbiology）。研究人员通过基于人工智能的结构建模和微秒级分子动力学模拟，获得了对AflG及其结合底物AVN复合物三维结构的新见解。随后通过对超过130万个化合物进行高通量虚拟筛选，确定了具有良好预测对接得分的化合物子集。根据结合自由能计算对这些化合物进行排序，并进一步通过微秒级分子动力学模拟和黄曲霉菌外施实验评估其对黄曲霉毒素合成的调控作用，结果发现了两种新型化合物能够显著抑制黄曲霉毒素的生物合成。该研究建立了一套从分子原子水平理解黄曲霉毒素合成关键酶功能机制到高效筛选抑制剂的方法体系，为解决黄曲霉毒素污染问题提供了新的思路，对农产品中毒素污染的源头防控技术开发具有重要的理论意义和潜在应用价值。
[前沿资讯 ] 中科院天津工业生物所在富硒蛋白生物创制及机制解析方面取得新突破 进入全文
中科院天津工业生物所
近日，中国科学院天津工业生物技术研究所吴信研究员带领的营养资源合成生物学研究团队在富硒蛋白生物创制及机制解析方面取得重要突破。团队借助高通量筛选技术选育一株野生的米曲霉菌株A. oryzae A02，其具有超强的环境鲁棒性，可以在20 g/L Na2SeO3培养条件下正常生长。在200 L中试发酵规模下，建立了米曲霉A. oryzae A02富硒发酵工艺，实现了硒有机转化和菌体蛋白积累相辅相成，使得A. oryzae A02菌体蛋白中总硒含量达到8462 ppm，超过了商业化富硒酵母的2-3倍。其中米曲霉菌体蛋白中积累的总硒主要以两种形式存在：硒蛋白（硒代蛋氨酸SeMet 32.1%，硒代半胱氨酸SeCys 14.4%）和硒纳米粒子（SeNPs 53.5%）。随后团队对具有超强富硒能力的米曲霉菌株A. oryzae A02进行了全基因组扫描和比较转录组学解析，挖掘了米曲霉菌株A. oryzae A02无机硒转化、有机硒积累的核心元件和关键通路，发现了无机硒氧化的同化还原途径和异化还原途径既相对独立又相互交联，阐明了米曲霉菌株A. oryzae A02硒生物转化与有机硒积累动态调节的潜在机制。此外，团队完成了富硒A. oryzae A02菌体蛋白的营养功能评价，发现其可以上调小鼠肝细胞中的过氧体活性，同时下调雌激素2-羟基酶活性，这表明富硒A. oryzae A02菌体蛋白在增强细胞抗氧化生理功能和维持代谢平衡方面具有应用潜力。
[前沿资讯 ] 中科院天津工业生物所利用AI从头设计P450酶 进入全文
中科院天津工业生物所
中国科学院天津工业生物技术研究所江会锋研究员带领的新酶设计团队通过解析P450酶黄酮6位羟化酶的口袋设计原则，开发了基于扩散模型和口袋设计原则的P450酶从头设计方法P450Diffusion。该研究不仅解析了P450酶进化过程中新功能的起源机制，提出了P450酶底物结合的“三点固定原则”，还通过P450Diffusion生成了比自然界P450酶活性更好，稳定性更高的新酶，其催化能力相较于天然黄酮6位羟化酶，提升幅度在1.3至3.5倍之间。 这项研究在深度学习扩散模型的框架下，结合P450酶的海量序列数据，以及P450酶的口袋设计原则，为新功能P450酶设计提供了新思路。未来，这一方法有望在生物工程和工业催化等领域发挥重要作用，推动新型酶的开发和应用。
[前沿资讯 ] 南京大学解析trans-AT聚酮合成酶的特殊迭代作用 进入全文
科学网
2024年7月9日，南京大学生命科学学院的研究团队在Nature Synthesis期刊上发表了一篇题为“Insight into the role of a trans-AT polyketide synthase in the biosynthesis of lankacidin-type natural products”的研究论文。该研究通过体内、体外重构阐明了trans-AT聚酮合成酶在lankacidin类天然产物生物合成中的特殊迭代作用。此外，还对trans-AT PKS中的跨模块作用的MT结构域、冗余的KS-ACP结构域等进行了功能表征。
[学术文献 ] Asymmetric photoenzymatic incorporation of fluorinated motifs into olefins 进入全文
Science
Enzymes capable of assimilating fluorinated feedstocks are scarce. This situation poses a challenge for the biosynthesis of fluorinated compounds used in pharmaceuticals, agrochemicals, and materials. We developed a photoenzymatic hydrofluoroalkylation that integrates fluorinated motifs into olefins. The photoinduced promiscuity of flavin-dependent ene-reductases enables the generation of carbon-centered radicals from iodinated fluoroalkanes, which are directed by the photoenzyme to engage enantioselectively with olefins. This approach facilitates stereocontrol through interaction between a singular fluorinated unit and the enzyme, securing high enantioselectivity at β, γ, or δ positions of fluorinated groups through enzymatic hydrogen atom transfer—a process that is notably challenging with conventional chemocatalysis. This work advances enzymatic strategies for integrating fluorinated chemical feedstocks and opens avenues for asymmetric synthesis of fluorinated compounds.
