IT之家 2 月 17 日消息，據(jù) GeekWire 報道，由諾貝爾獎得主大衛(wèi)?貝克爾領(lǐng)導(dǎo)的華盛頓大學(xué)研究團隊正在利用 AI 從零開始設(shè)計有效的酶，這項成就被研究人員視為“科學(xué)中的一項巨大挑戰(zhàn)”。
據(jù)IT之家了解，酶是自然界中的“魔法師”，它們能夠在溫和條件下迅速加速化學(xué)反應(yīng)，并改變分子的結(jié)構(gòu)。酶存在于所有生物體的細胞中，是生命必不可少的組成部分。目前，酶已經(jīng)在藥物生產(chǎn)和工業(yè)過程中得到應(yīng)用。新開發(fā)的酶設(shè)計工具有望推動更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。
貝克爾實驗室的博士畢業(yè)生安娜?勞科表示：“現(xiàn)在，理論上我們能夠制造出針對任何反應(yīng)的定制酶。”她補充道：“這簡直顛覆了我們過去設(shè)計酶的方式。”
去年，貝克爾獲得諾貝爾化學(xué)獎，表彰他在揭示蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)和開發(fā)利用 AI 設(shè)計新蛋白質(zhì)技術(shù)方面的開創(chuàng)性貢獻。
過去，科學(xué)家們通常通過拼接現(xiàn)有蛋白質(zhì)的成分來設(shè)計酶，期待這些拼接的部分能完成特定任務(wù)。然而，酶往往需要完成更精細的工作，它們在處理分子時需要多次改變形態(tài)。
華盛頓大學(xué)的研究團隊選用了絲氨酸水解酶這種已經(jīng)研究得非常透徹的酶。該酶能夠切割許多含碳分子中的重要化學(xué)鍵，這些分子包括塑料、聚酯和人體內(nèi)的一種常見脂肪。
研究人員使用了貝克爾實驗室開發(fā)的 RFdiffusion 模型，這是一款開源的蛋白質(zhì)生成 AI 程序，并與一個名為 PLACER 的新工具結(jié)合，幫助篩選出最有潛力的從零開始設(shè)計的酶。然后，團隊測試了這些機器生成的酶的性能。
佩洛克表示：“它們還不如天然酶表現(xiàn)得好，但這些酶是計算機生成的，已經(jīng)是目前為止最優(yōu)秀的，并且非常精確。”
這項成就標志著一個重要進展，證明研究人員已接近開發(fā)出能夠執(zhí)行人類任務(wù)的新型酶，且這些酶的表現(xiàn)可能超越大自然中的天然酶。
杉田目前正在研發(fā)一種酶，旨在幫助降解地球上堆積如山的塑料廢料。由于塑料是一種在進化歷史上非常新的物質(zhì)，酶還沒有足夠的時間進化出能夠降解它們的能力。
雖然絲氨酸水解酶家族中有一種酶能夠切割塑料的化學(xué)鍵，幫助處理如水瓶等塑料制品，但地球上還有許多其他類型的塑料需要以可持續(xù)的方式降解。
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