在新一期《科学》期刊上，诺贝尔奖得主、美国华盛顿大学的大卫·贝克及其团队发表了一篇突破性研究论文：他们首次利用人工智能（AI）技术，从零开始设计了具有复杂活性位点的丝氨酸水解酶。这项成就标志着酶工程领域的一个重要里程碑，表明现在人们有能力设计出具有天然酶活性的酶，并且这些人工设计的酶还具备实际应用潜力。
传统方法在设计能够催化特定化学反应的酶时，面临巨大挑战，主要是因为将活性位点整合到预先存在的蛋白质结构中时，往往会受到结构灵活性和活性位点预组织程度的限制，从而影响催化效率。尽管化学手段可以在一定程度上克服这些问题，但最初计算设计的酶效率仍远低于天然酶。
然而，随着深度学习技术的发展，为从头设计蛋白质提供了可能，尤其是对于那些拥有复杂活性位点的蛋白质，如丝氨酸水解酶——这是已知最大的一类酶家族之一。贝克团队此次引入了一种名为PLACER（蛋白质—配体原子构象集合再现）的新型机器学习网络，该网络通过分析蛋白质骨架、氨基酸特性和结合分子的化学结构，来预测酶活性位点的精确原子排列。
团队采用了名为RFdiffusion的技术来创建含有复杂催化位点的蛋白质，并使用PLACER评估这些蛋白质的活性位点组织情况。最终，他们成功设计出了功能性丝氨酸水解酶，这些酶仅需最小化的活性位点规范就能有效地催化酯水解反应。此外，这种方法还在低通量筛选过程中发现了5种全新的酶折叠方式，这些方式不同于任何已知的天然丝氨酸水解酶中的折叠，极大地扩展了这一古老酶家族的结构多样性。
这项研究不仅代表了从头设计酶的重大进步，也为开发更高效的催化剂开辟了新途径，同时对理解和扩展酶的功能性具有重要意义。
【总编辑圈点】
在生命科学领域，人工智能正为蛋白酶设计带来变革性突破。蛋白酶的设计通常需要精确控制氨基酸序列和三维结构。传统的蛋白酶设计依赖大量的实验试错，既耗时又成本高昂。而人工智能凭借强大的算法和数据处理能力，能够快速分析海量的蛋白质结构与功能数据，并预测氨基酸序列如何折叠成三维结构。人工智能设计蛋白酶不仅显著提升了设计效率，而且有助于发现和设计全新的蛋白酶，为生命科学领域的研发创新注入新活力。
在新一期《科学》期刊上，诺贝尔奖得主、美国华盛顿大学的大卫·贝克及其团队发表了一篇突破性研究论文：他们首次利用人工智能（AI）技术，从零开始设计了具有复杂活性位点的丝氨酸水解酶。这项成就标志着酶工程领域的一个重要里程碑，表明现在人们有能力设计出具有天然酶活性的酶，并且这些人工设计的酶还具备实际应用潜力。
传统方法在设计能够催化特定化学反应的酶时，面临巨大挑战，主要是因为将活性位点整合到预先存在的蛋白质结构中时，往往会受到结构灵活性和活性位点预组织程度的限制，从而影响催化效率。尽管化学手段可以在一定程度上克服这些问题，但最初计算设计的酶效率仍远低于天然酶。
然而，随着深度学习技术的发展，为从头设计蛋白质提供了可能，尤其是对于那些拥有复杂活性位点的蛋白质，如丝氨酸水解酶——这是已知最大的一类酶家族之一。贝克团队此次引入了一种名为PLACER（蛋白质—配体原子构象集合再现）的新型机器学习网络，该网络通过分析蛋白质骨架、氨基酸特性和结合分子的化学结构，来预测酶活性位点的精确原子排列。
团队采用了名为RFdiffusion的技术来创建含有复杂催化位点的蛋白质，并使用PLACER评估这些蛋白质的活性位点组织情况。最终，他们成功设计出了功能性丝氨酸水解酶，这些酶仅需最小化的活性位点规范就能有效地催化酯水解反应。此外，这种方法还在低通量筛选过程中发现了5种全新的酶折叠方式，这些方式不同于任何已知的天然丝氨酸水解酶中的折叠，极大地扩展了这一古老酶家族的结构多样性。
这项研究不仅代表了从头设计酶的重大进步，也为开发更高效的催化剂开辟了新途径，同时对理解和扩展酶的功能性具有重要意义。
【总编辑圈点】
在生命科学领域，人工智能正为蛋白酶设计带来变革性突破。蛋白酶的设计通常需要精确控制氨基酸序列和三维结构。传统的蛋白酶设计依赖大量的实验试错，既耗时又成本高昂。而人工智能凭借强大的算法和数据处理能力，能够快速分析海量的蛋白质结构与功能数据，并预测氨基酸序列如何折叠成三维结构。人工智能设计蛋白酶不仅显著提升了设计效率，而且有助于发现和设计全新的蛋白酶，为生命科学领域的研发创新注入新活力。
日本《朝日新闻》近日发表题为《深海之光——极端环境是创意宝库》的文章，作者是樱井林太郎，编译如下：在被称为最后未开垦地的深海，有着低温、高压、黑暗等极限环境。能否从这些极限环 3月21日是世界睡眠日，今年中国主题为“健康睡眠 人人共享”。人的一生约有三分之一的时间是在睡眠中度过，睡眠、运动、营养被视为保障机体正常发育和健康的三大要素。关于睡眠有哪些常见认知误 记者3月20日从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队在量子态分辨研究中取得重要进展：他们在最小资源消耗的量子态分辨问题中首次提出了全局最优自适应策略，并发展了自适应集体测量实验技术， 3月18日，记者从中南大学生殖与干细胞研究所获悉，研究所林戈、卢光琇教授团队提出的一项新理论称，原始生殖细胞的性染色体组成在人类性别决定中起关键作用。相关论文日前发表于国际生殖领域杂志 瑞士洛桑联邦理工学院工程学院研究团队制造了一种用于内存的新型纳米流体设备，这使他们第一次能连接两个“人工突触”。该设备为受大脑启发的液体硬件设计铺平了道路。这项研究发表在最新一期 “AI热潮”有人欢喜又有人忧：新兴市场遭资金外流！ 财联社3月20日讯(编辑 黄君芝)巴西亿万富翁、巴西金融公司Banco BTG Pactual SA创始人Andre Esteves表示，人工智能(AI)股票持续上涨导致发展中国家资本市场资金 。本文链接：AI首次“从零开始”设计蛋白酶http://www.sushuapos.com/show-2-10856-0.html
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