科学家正在利用人工智能来构思人工酶(3)

一位获胜者统治。它被称为LuxSit（来自拉丁语，意为“让光存在”），它结构紧凑 - 比任何已知的荧光素酶都小 - 并且非常稳定，在95摄氏度（203华氏度）下保持完整的结构。它起作用了：当给定其基板DTZ时，测试设备会发光。

设计酶的竞赛

有了LuxSit，团队接下来开始优化其能力。专注于它的结合口袋，他们生成了一个突变体库，其中每个氨基酸一次一个突变，看看这些“字母”变化是否影响其性能。
剧透：他们做到了。筛选最活跃的酶，研究小组发现了LuxSit-i，与LuxSit相比，它每秒向同一区域泵出100多个光子。这种新酶也战胜了天然荧光素酶，比来自海三色堇的天然荧光素酶多照亮细胞40% - 一种在佛罗里达州温暖海岸的发光海滩上发光的物种。
与天然对应物相比，LuxSit-i还具有靶向其底物分子DTZ的“精致”能力，其选择性是另一种底物的50倍。这意味着这种酶与其他荧光素酶配合得很好，使研究人员能够同时监测细胞内的多个事件。在概念验证中，研究小组证明了这一点，使用LuxSit-i和另一种荧光素酶跟踪参与代谢，癌症和免疫系统功能的两种关键细胞途径。每种酶都抓住它们的底物，发出不同颜色的光。
总体而言，该研究进一步说明了人工智能在改变现有生化过程方面的力量，并可能设计合成生命。它不是第一个寻找具有额外或更有效能力的酶的人。早在2018年，普林斯顿大学的一个团队就通过一次实验突变每个“热点”氨基酸来设计一种新的酶——这是一个乏味的，但有益的尝试。快进和深度学习是，咳咳，催化整个设计过程。
“这一突破意味着原则上可以设计用于几乎任何化学反应的定制酶，”研究作者Andy Hsien-Wei Yeh博士说。