I Reporting CienciaInvestigadores de UC Santa Bárbara, UCSF y la Universidad de Pittsburg han desarrollado un nuevo flujo de trabajo desde el principio para diseñar enzimas, allanando el camino para una química del mar más eficiente, poderosa y ambiental. El nuevo método permite a los diseñadores conectar las muchas características deseadas para una fila de aplicaciones, desde el desarrollo de fármacos hasta el diseño de materiales. Esta investigación es el resultado de un intento de cooperar entre el laboratorio de Digrado en UCSF, el laboratorio Yang en UCSB y Liu Lab en la Universidad de Pittsburg.
“Si las personas pueden diseñar enzimas muy efectivas desde el principio, puede resolver muchos problemas importantes”, Yang Yang, profesor de química de UCSB, autor principal de este artículo. El diseño de enzimas DenO, por ejemplo, puede superar los límites en la función y la estabilidad que se encuentran en los catals naturales, sin su elección y rendimiento inherentes.
“Para la investigación básica, los químicos y biólogos han esperado durante mucho tiempo la capacidad de diseñar enzimas desde el principio”.
Catalistas de proteínas baspic
Los catalistas biológicos y artificiales son la hoja de trabajo de la química. Son responsables de activar y acelerar esas reacciones que cambian la estructura de las moléculas objetivo. Según Yang, las enzimas son especialmente “catalizadores privilegiados de la naturaleza”, porque estas proteínas se deben al nivel de electoral y el rendimiento en la reacción.
Sin embargo, las enzimas naturales funcionan en condiciones estrechas, que están a favor de algunas moléculas en ciertos entornos. Para llevar la fuerza del bioquímico a las moléculas adicionales, los científicos están recurriendo al diseño de proteína deeno, un enfoque más bajo que utiliza bloques de construcción de aminoácidos para hacer proteínas con estructuras y funciones específicas. El tamaño relativamente pequeño de la proteína de -novo proporciona un rendimiento favorable en comparación con la mayoría de las enzimas. Su excelente solvente térmico y orgánico puede permitir una amplia gama de temperaturas y el 60 % de los solventes orgánicos, y es posible usar diferentes tipos de coators, que no se encuentran en la naturaleza, mejoran las proteínas para los resultados deseados.
Yang tiene un flujo de trabajo para convertir una proteína de paquete de ayuda muy fácil y pequeña en enzimas altamente efectivas y altamente seleccionadas a reacciones artificialmente útiles. “Según Yang, este proyecto se ha agregado para hacer enzimas utilizando el diseño de proteínas de -novo que pueden crear carbono de carbono, o enlaces de silicona de carbono, para los cuales” falta de enzimas naturales efectivas “, según Yang.
Utilizando la proteína Helicon Bundle como marco, luego utilizó los últimos métodos de inteligencia artificial para diseñar corrientes de aminoácidos que sometan la estructura de la proteína con las características y características requeridas para convertir el paquete en enzima.
Yang dijo sobre los resultados preliminares: “Las variaciones antes de eso eran razonables, pero no fueron excelentes porque el rendimiento y la selección fueron modestos”. Basado en la cristalografía de rayos X resultante de la proteína resultante, encontraron un “bucle no organizado” en la estructura donde se consideraron helicios organizados. La segunda ronda del diseño, esta vez, utilizando un algoritmo de búsqueda de bucle, lo que resulta en cuatro diseños con alta actividad y excelente estereotipo.
“En otras palabras, aunque los métodos de diseño de proteínas basados en AI son muy útiles, todavía tenemos que usar nuestra artillería química para realizar nuestro algoritmo interno de la casa y todo correctamente”, dijo Yang.
El éxito de este proyecto muestra que el diseño de la dino -proteína puede ser una herramienta poderosa en el coatalis, que puede dar a los químicos reacciones más eficientes y selectivas, así como productos que no se pueden alcanzar fácilmente con enzimas naturales o pequeñas moléculas artificiales cannamonistas.
“Si realmente comprende los principios del diseño, puede usar cualquier cooter que desee usar y lograr cambios desafiantes en el agua, hacer un catalista de proteínas y como un medio para reaccionar a un solvente verde”, dijo Yang.
Más trabajo en Yang Lab, en asociación con Digado Lab y Liu Lab, incluirá la detección de métodos para copiar la función de enzimas naturales con las denomas de -noto simples, pequeñas pero igualmente activas, y trabajar a través del mecanismo que no se sabe en la naturaleza para producir enzimas de novo.
En este artículo, la investigación fue realizada por Caping, Miao Query, Thomas H.
