了解酶的进化为绿色化学铺平道路

布里斯托尔大学的研究人员已经展示了实验室进化如何产生用于新自然反应的高效酶，为制造药物和其他化学品的新方法和更环保的方法打开了大门。

科学家们以前曾使用计算机从头开始设计蛋白质催化剂，但这些催化剂的能力远不如天然酶。为了提高它们的性能，可以使用一种称为实验室进化的技术，该技术是美国化学工程师弗朗西斯·阿诺德 (Frances Arnold) 首创的，并因此获得了 2018 年的诺贝尔奖。 定向进化模仿自然选择，使科学家能够利用生物学的力量来提高能力蛋白质来执行任务，例如催化特定的化学反应。

但是，尽管研究小组最近使用实验室进化将设计的酶提高了 1000 倍以上，但尚不清楚进化如何提高其活性。到现在。

主要作者布里斯托尔化学学院的Adrian Mulholland 教授说：“进化可以使催化剂更加活跃。问题是，进化以神秘的方式运作：例如，明显改善催化作用的突变通常涉及远离发生反应的活性位点的氨基酸变化。”

“我们想了解进化如何将低效的设计生物催化剂转化为高活性酶。”该研究的第一作者 Adrian Bunzel 博士说。

为此，来自布里斯托尔、苏黎世联邦理工学院和怀卡托大学(新西兰)的国际研究团队转向了分子计算机模拟。“这些表明进化改变了蛋白质的运动方式——它的动力学。简而言之，进化‘调整’了整个蛋白质的灵活性，”他补充道。

该团队还确定了负责这种“调整”的蛋白质中的氨基酸网络。这些网络涉及因进化而改变的蛋白质部分。

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