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人工合成酶
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人工合成酶效率飙升100倍!生物制造或迎技术革命
人工合成酶技术突破 - 以色列魏茨曼科学研究院科学家利用基于酶工作原理的计算机新算法设计出高效人工合成酶,其效率达到人工智能设计酶的100倍,标志着"按需定制"高效酶的新阶段即将来临 [1] - 新型酶能催化天然蛋白质无法完成的化学反应,与天然酶相比虽然氨基酸序列差异超过140处,却展现出相当高的催化效率 [1][3] - 研究团队选择"肯普消除"作为验证案例,通过计算将蛋白质序列分解成片段并重新组合,算法推翻了传统认知,发现非环状结构更高效,使催化效率获得显著提升 [2] 技术方法对比 - 传统计算机算法辅助设计的酶效率低下,需要耗费大量时间进行实验室优化 [2] - 新算法工作机制基于物理原理构建酶,而AI蛋白质设计主要模仿现有酶,对于复杂催化反应仍力不从心 [3] - 未来需要将新算法与AI方法优势互补,才能设计出更完美的酶 [3] 研究进展与挑战 - 目前合成的蛋白质结构仍比天然酶简单,以光合作用关键酶rubisco为例,天然酶能通过复杂变化催化多步反应,这是团队下一步重点攻关方向 [3] - 研究团队通过算法设计的一种酶将底物包裹于其活性位点内,展示了技术应用潜力 [4] 行业活动与趋势 - 8月20-22日将于浙江宁波举办第四届合成生物与绿色生物制造大会(SynBioCon 2025),聚焦"AI+生物智造"赛道和四大应用领域(绿色化工与新材料、未来食品、未来农业和美妆原料) [5] - 大会将探讨"十五五"生物制造产业发展趋势,促进科技成果转移转化、产品规模化与人才挖掘 [5]