研究人员用AI设计出具有天然酶关键特征的全新酶

百科大全 2025年02月19日 14:15 4 admin

新华社洛杉矶2月17日电美国研究人员近日在《科学》杂志上发表论文说，他们利用人工智能（AI）设计出了具有天然酶关键特征、可介导多步反应的全新的酶。业内专家评价其为“酶工程领域的一个里程碑”。

酶是一种高效生物催化剂，广泛应用于医学、化工、农业等领域。然而，大部分天然酶制备困难，稳定性差，催化条件苛刻，难以大规模应用。如何设计出具有高催化活性和选择性的人工酶成为全球科学家的共同难题。

据美国华盛顿大学等机构的研究人员介绍，其早期研究主要专注于调整现有酶的结构，以创造出催化效率更高或具有不同功能的新酶，可这种方法很难得到可介导多步反应的高效酶。

研究人员说，他们此次借助多种AI工具，设计出了一种可介导多步反应的丝氨酸水解酶，这种酶的催化效率比之前设计的类似酶高出6万倍。丝氨酸水解酶是一类在催化水解反应中起关键作用的酶，天然的丝氨酸水解酶参与许多生物过程，包括消化、脂肪代谢、凝血等。

英国《自然》杂志文章援引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话说，这是酶工程领域的一个里程碑，表明现在有可能设计出具有类似天然酶活性的酶，并将其投入实际使用。

研究人员表示，虽然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，但他们希望进一步调整酶的结构以提高催化效率，使这项技术更接近实用，比如设计出用于分解塑料的酶等。（完）

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