需要特定的c c类型的转换类型,这些转换不是天然发生的。5为了利用这些过程中的巨大酶良好的益处,已经设计了人工酶来产生新的催化反应性。6 - 8个促酶,从而产生基本的酶,然后可能会受到定向进化的能力,以实现通常与酶催化相关的高活性和选择性。9,10然而,尽管有明显的进展,但大多数人促酶的催化效率尚未与天然酶相媲美。11迄今为止,使用人工酶的大多数定向进化运动仅针对催化中心近距离的残留物,以直接影响其化学环境。越来越清楚的是,就像天然酶一样,整个蛋白质的12个结构合作也需要与人工酶促进酶进行催化。例如,刘易斯和同事观察到在模型环丙烷化反应中,在引入脱离活性位点的突变后,由人工hodios的模型环化反应提高了对映选择性。13 o s,远端突变的引入产生由蛋白质的先天结构动力学决定的细微结构重排,该结构动力学已在天然酶的进化中被逐渐构成。18,19是Hilvert等人设计的KEMP消除酶HG3.17的局部示例。14,15那些可以间接地通过调节结构动力学的催化活性的残基称为动力学的远端位点或热点。16,17针对定向演化算法中这些热点的16,17可以将构象动力归为催化生产构象,从而导致高度效率高的设计师酶。能够通过开发具有催化能力的构象合奏的速率加速度提高10 8倍。20当前,它们的鉴定阳离子o cen依赖于广泛的分子动力学(MD)模拟,这对工作的吞吐量构成了显着的限制。21尽管最近已经描述了基于机器的新策略并保持了大大减轻计算费用的希望,但对大型培训数据集的需求阻碍了他们在鲜为人知的系统中的应用。为了确定远端突变和远距离网络在人工酶中的作用,我们以23,24的lactocococococcal多药耐药性调节剂(LMRR)为示例,是探讨了以较广泛的新型到Nature Adectivitivitivities量身定制的混杂蛋白SCA效率的示例。该蛋白质属于padr遗传因素的PADR家族,并调节乳酸乳酸菌中LMR操纵子的表达。lMRR的特征是独特的构象thimational质量和结构可塑性25,26,在其大型恐惧孔中引起了宽阔的配体滥交。然后将这些基本酶定向进化,从而导致专业酶显着增加活性和(对映)的选择性。引入各种人工催化部分,金属复合物,27个非典型氨基酸(NCAA),28甚至两者均为29个具有多种新型催化性活性的endow LMRR。但是,迄今为止,迄今为止,定向进化仅集中在孔内的残基上,以优化新创建的活性位点的结构。在这里,我们展示了如何通过利用LMRR的构象动力学来进一步增加这些设计师酶之一的活性。
主要关键词