研究人員用AI設計出具有天然酶關鍵特徵的全新酶

新華社洛杉磯2月17日電　美國研究人員近日在《科學》雜誌上發表論文說，他們利用人工智能（AI）設計出了具有天然酶關鍵特徵、可介導多步反應的全新的酶。業內專家評價其爲“酶工程領域的一個里程碑”。

酶是一種高效生物催化劑，廣泛應用於醫學、化工、農業等領域。然而，大部分天然酶製備困難，穩定性差，催化條件苛刻，難以大規模應用。如何設計出具有高催化活性和選擇性的人工酶成爲全球科學家的共同難題。

據美國華盛頓大學等機構的研究人員介紹，其早期研究主要專注於調整現有酶的結構，以創造出催化效率更高或具有不同功能的新酶，可這種方法很難得到可介導多步反應的高效酶。

研究人員說，他們此次藉助多種AI工具，設計出了一種可介導多步反應的絲氨酸水解酶，這種酶的催化效率比之前設計的類似酶高出6萬倍。絲氨酸水解酶是一類在催化水解反應中起關鍵作用的酶，天然的絲氨酸水解酶參與許多生物過程，包括消化、脂肪代謝、凝血等。

英國《自然》雜誌文章援引美國伊利諾伊大學厄巴納－尚佩恩分校合成生物學家趙惠民的話說，這是酶工程領域的一個里程碑，表明現在有可能設計出具有類似天然酶活性的酶，並將其投入實際使用。

研究人員表示，雖然此次只是實現了原理驗證，新設計的絲氨酸水解酶在效率上仍不及天然的絲氨酸水解酶，但他們希望進一步調整酶的結構以提高催化效率，使這項技術更接近實用，比如設計出用於分解塑料的酶等。（完）