人工合成酶有了新方法

近年來，人工智能技術(shù)迅猛發(fā)展，其應(yīng)用延伸到生物制造領(lǐng)域。日前，借助人工智能技術(shù)，中國科學(xué)院微生物研究所研究員吳邊團(tuán)隊(duì)制備出一系列的新型酶蛋白。研究團(tuán)隊(duì)還在世界上首次通過完全的計(jì)算指導(dǎo)，獲得了工業(yè)級(jí)微生物工程菌株，為人工智能在生物制造的工業(yè)化應(yīng)用層面突破提供了范例。

團(tuán)隊(duì)獲取的是一種人工β—氨基酸合成酶。吳邊介紹，β—氨基酸是一大類非蛋白質(zhì)氨基酸，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、農(nóng)牧業(yè)等領(lǐng)域。此外，它還被應(yīng)用于重要活性天然產(chǎn)物和藥物合成中，是一些抗癌藥物和糖尿病藥物的合成單元。長期以來，合成β—氨基酸依賴金屬催化，不僅花費(fèi)高昂，且化學(xué)過程給環(huán)境帶來污染。如何通過綠色的生物方法獲得β—氨基酸，成為困擾業(yè)界的一項(xiàng)難題。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，吳邊團(tuán)隊(duì)采用了人工智能技術(shù)來設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)，并綜合選用勢(shì)能計(jì)算等方法，對(duì)具有代表性的分子進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，最終成功獲得了一系列人工β—氨基酸合成酶。“該人工設(shè)計(jì)的反應(yīng)體系具有高效率、高原子經(jīng)濟(jì)性和綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，相關(guān)指標(biāo)達(dá)到了工業(yè)化生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。”吳邊說。

相關(guān)研究成果日前發(fā)表在《自然》雜志子刊《自然化學(xué)生物學(xué)》上。業(yè)內(nèi)專家表示，該研究團(tuán)隊(duì)為人工智能技術(shù)在工業(yè)菌株設(shè)計(jì)方向提供了成功案例，驗(yàn)證了其科學(xué)理論基礎(chǔ)，有望為人工智能與傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)的融合開辟新思路。（喻思南）