AI“造酶”:开启生物技术新纪元

宋宵因 2025-02-15 10:47:15

在生物技术的浩瀚星空中,酶一直是那颗闪耀的明星。它们就像是细胞里的 “小工匠”,精准地催化着各种化学反应。如今,人工智能(AI)这股科技浪潮也席卷到了酶的研究领域,科学家们利用 AI 从零开始设计出了宛如真实存在的酶,这可是个了不起的大突破!

AI 设计酶的 “开挂” 之旅

以往,用 AI 设计酶吧,就像在黑夜里摸索,成果寥寥。之前那些尝试,设计出来的酶大多都是 “半吊子”,反应进行到第一步就 “熄火” 了,根本没法像天然酶那样完成多步反应。但这次,研究人员就像找到了 “通关秘籍”,把多种机器学习方法组合起来,成功设计出了能加速四步化学反应的全新酶。这四步化学反应可不简单,它在生物界和工业界都超关键,像塑料回收这种重要过程都离不开它。

“量体裁衣” 式的酶设计

以前设计酶,大多是基于已有的酶结构去 “修修补补”,就好比去旧货市场淘一件别人穿过的衣服,怎么改可能都不太合身。而这次研究人员采用的方法不一样,他们用一个叫 RFdiffusion 的 AI 工具,从零开始生成新的酶结构,这就像是给酶 “量体裁衣”。接着,他们又打造了一个深度神经网络 ——PLACER,这个 “神器” 能细化酶的结构设计,它就像一个超级严谨的 “质检员”,在反应的每一步都去检查酶的活性位点,看看这些位点是不是合适、是不是能精准地完成反应步骤,整个过程那叫一个创新。

效果惊艳众人

这些新设计出来的酶,那效果简直惊艳!它们在加速反应方面比之前类似设计的酶强了足足 60000 倍。这一成果让合成生物学界的大咖们都忍不住点赞,像伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校的合成生物学家 Huimin Zhao 就说,这可是酶工程领域的里程碑事件,意味着咱们现在真能设计出有天然酶那种活性的酶了,以后在实际应用里肯定大有可为。

这次 AI 设计酶的成功,就像在平静的湖面上投下了一块巨石,在生物技术领域激起了层层涟漪。未来,这些 AI “造” 的酶说不定会在药物制造、环保产业等各个领域大展身手,想想都觉得激动,让我们一起期待这场生物技术的精彩变革吧!

参考文献:

https://www.nature.com/articles/d41586-025-00488-3

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宋宵因

宋宵因

生物酶制剂从业者,自由诗歌爱好者