魏茨曼科学研究所报道高效Kemp消除酶的完整计算设计

• 全文链接

关键词：

来源：

科学网

全文链接：

//agri.nais.net.cn/topic/downloadFile/0d4dc443-9b26-4dab-896e-3dfbfddf44cb

来源地址：

https://news.sciencenet.cn/htmlpaper/2025/6/2025620161129295134762.shtm

资源所属：

饲料用酶工程

类型：

前沿资讯

语种：

中文

原文发布日期：

2025-06-20

摘要：

魏茨曼科学研究所Sarel J. Fleishman研究团队报道了高效Kemp消除酶的完整计算设计。2025年6月18日，国际知名学术期刊《自然》发表了这一成果。该研究团队提出了一个完全计算的工作流程，用于在TIM桶折叠中设计高效的酶，从天然蛋白质中提取主干片段，而无需通过突变文库筛选进行优化。三种Kemp消能设计的效率均大于 2,000 M−1 s−1。最有效的方法显示了来自任何天然蛋白质的140多个突变，包括一个新的活性位点。它具有高稳定性（大于85°C）和显著的催化效率（12,700 M−1 s−1）和速率（2.8s-1），比以前的计算设计高出两个数量级。此外，设计一种在所有以前的Kemp消除设计中被认为是必不可少的残留物，可将效率提高到105 M−1 s−1，比率提高到30 s−1，实现与天然酶相当的催化参数，挑战基本的生物催化假设。通过克服设计方法上的限制，他们的策略使通过最小的实验努力就能编程出稳定、高效、全新的酶。据了解，到目前为止，计算设计的酶表现出较低的催化速率，并且需要大量的实验优化才能达到与天然酶相似的活性水平。这些结果暴露了设计方法的局限性，并表明他们对生物催化基础知识的理解存在重大差距。