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World File Search System酶工程
主动学习辅助定向进化
摘要：定向进化 (DE) 是一种强大的工具，可用于优化蛋白质适应特定应用。然而，当突变表现出非加性或上位性行为时，DE 可能效率低下。在这里，我们介绍了主动学习辅助定向进化 (ALDE)，这是一种迭代机器学习辅助 DE 工作流程，它利用不确定性量化来比当前的 DE 方法更有效地探索蛋白质的搜索空间。我们将 ALDE 应用于对 DE 具有挑战性的工程领域：优化酶活性位点中的五个上位性残基。在三轮湿实验室实验中，我们将非天然环丙烷化反应所需产物的产量从 12% 提高到 93%。我们还对现有的蛋白质序列适应度数据集进行了计算模拟，以支持我们的论点，即 ALDE 比 DE 更有效。总体而言，ALDE 是一种实用且广泛适用的策略，可以解锁改进的蛋白质工程成果。关键词：蛋白质工程、定向进化、酶工程、原珠蛋白、卡宾、立体选择性、机器学习、贝叶斯优化、主动学习、不确定性量化
非洲杂志
工业和军事中使用的化学物质，以及较差的废物管理，造成土壤，水和空气污染。污染物由于抵抗降解过程而构成健康风险。常规方法是昂贵的，并产生次要污染。生物修复使用酶和纳米技术提供生态友好型替代品，以原位或Ex sit进行有效的污染物去除。微生物通过通过矿化等过程将有毒元素转化为有害的化合物，在生物修复中起着至关重要的作用。它们可以在不同的环境中生存并利用各种底物，从而有效地去除污染物。微生物利用诸如固定化和动员之类的机制从环境中去除污染物，并具有不同类型的细菌，专门降解特定的污染物。酶工程涉及处理生物技术应用的生物分子和过程。两种主要策略是理性设计，需要先验知识和定向进化，以受控方式模仿自然选择。有理设计结合了特定反应的微生物或酶，而定向进化可以通过随机诱变创造基因变异，以实现所需特征。两种方法旨在改善生物修复应用的酶。
主动学习辅助定向进化
摘要：定向进化 (DE) 是一种强大的工具，可用于优化蛋白质适应特定应用。然而，当突变表现出非加性或上位性行为时，DE 可能效率低下。在这里，我们介绍了主动学习辅助定向进化 (ALDE)，这是一种迭代机器学习辅助 DE 工作流程，它利用不确定性量化来比当前的 DE 方法更有效地探索蛋白质的搜索空间。我们将 ALDE 应用于对 DE 具有挑战性的工程领域：优化酶活性位点中的五个上位性残基。在三轮湿实验室实验中，我们将非天然环丙烷化反应所需产物的产量从 12% 提高到 93%。我们还对现有的蛋白质序列适应度数据集进行了计算模拟，以支持我们的论点，即 ALDE 比 DE 更有效。总体而言，ALDE 是一种实用且广泛适用的策略，可以解锁改进的蛋白质工程成果。关键词：蛋白质工程、定向进化、酶工程、原珠蛋白、卡宾、立体选择性、机器学习、贝叶斯优化、主动学习、不确定性量化
Pfu DNA 聚合酶综合综述
Pfu DNA 聚合酶是一种源自超嗜热古菌 Pyrococcus furiosus 的耐热酶，因其高保真度和强大的加工性而广受认可。它的 3'-5' 核酸外切酶活性使其成为正确扩增短链和复杂 DNA 链不可或缺的酶。Pfu DNA 聚合酶的这些生化特性促进了其提取和生产方法的重大进步。本综述涵盖了一些传统的纯化方法，包括蛋白质纯化和亲和层析，以及重组基因表达、自动化生产系统和基于膜的技术的最新进展。最近开发了新的酶工程方法，例如 CRISPR-Cas9 介导的基因优化，这提高了提取效率的标准以满足新兴需求。曾经具有挑战性的 Pfu DNA 聚合酶生产已通过在实验室和商业规模的大肠杆菌中重组表达得到了显着简化。涉及 IPTG 浓度和响应面方法的优化技术已将产量提高了 30%。自诱导意味着可以实现更高的生物量输出。如今，Pfu DNA 聚合酶的应用范围从标准 PCR 到分子生物学、法医分析、临床微生物学和生物技术领域的高级临床诊断。
通过生成建模增强Rubisco中的碳固定
碳捕获是从大气中去除二氧化碳（CO 2）的碳捕获，它引起了人们的注意，以减轻全球变暖的影响。植物和光营养微生物具有通过CO 2固定捕获碳以产生生物量的固有能力。然而，天然碳固定途径受到催化活性低的关键酶的限制，导致低能效率。Rubisco就是一种关键酶，以其表现不佳而臭名昭著。过去的研究未能通过常规方法来增强Rubisco的碳固定。生成建模已成为一种创新的酶工程方法，利用不同的神经网络体系结构来提出具有期望特征的新型变体。在这里，将在Rubisco序列空间训练的变异自动编码器（VAE）应用于Rubisco Engineering的挑战。训练了两种模型，并使用VAE的降低性降低特性，探索了Rubisco的健身景观。序列用催化相关的数据标记，并建立回归模型，目的是预测这些序列具有增强的催化活性。在对低维空间进行系统审查后，生成了新型Rubisco序列。这里使用生成建模提供了Rubisco工程的新观点。
第 3 卷第 3 期 2024 年 7 月 - 9 月
摘要 ：癌症已成为全球重大的社会经济负担，每年有数百万新病例和死亡病例。生物工程这一前景广阔的领域最近取得了重大进展，为抗击癌症提供了新方法。在各种遗传工具的可用性和技术的快速进步的支持下，人们越来越关注对人类疾病分子机制的理解。这些发展使得最新的基因治疗技术能够用于癌症治疗，包括基因编辑、基因缺失和通过 TALEN、锌指、RNAi、CRISPR、定点诱变 (SDM) 和酶疗法等方法纠正缺陷基因以调节催化活性。此外，生物工程疫苗（如 mRNA 疫苗）、生物信息学、计算工具、人工智能 (AI)、纳米技术和化学疗法正在成为重要的癌症治疗策略。其中，基因编辑和基因治疗近年来特别受到关注，并经常与其他治疗方法结合使用。酶工程和纳米技术的进步也取得了重大进展。人工智能和生物信息学有助于更精确地诊断、预测和预后，从而实现癌症和肿瘤的个性化治疗。人工智能增强的成像和放射治疗改善了手术效果，即使是在偏远地区。精准肿瘤学已经出现，利用细菌和病毒直接针对肿瘤。在这篇评论中，我们讨论了各种癌症疗法的最新进展和挑战。
癌症和肿瘤治疗的新兴生物工程方法
摘要 ：癌症已成为全球重大的社会经济负担，每年有数百万新病例和死亡病例。生物工程这一前景广阔的领域最近取得了重大进展，为抗击癌症提供了新方法。在各种遗传工具的可用性和技术的快速进步的支持下，人们越来越关注对人类疾病分子机制的理解。这些发展使得最新的基因治疗技术能够用于癌症治疗，包括基因编辑、基因缺失和通过 TALEN、锌指、RNAi、CRISPR、定点诱变 (SDM) 和酶疗法等方法纠正缺陷基因以调节催化活性。此外，生物工程疫苗（如 mRNA 疫苗）、生物信息学、计算工具、人工智能 (AI)、纳米技术和化学疗法正在成为重要的癌症治疗策略。其中，基因编辑和基因治疗近年来特别受到关注，并经常与其他治疗方法结合使用。酶工程和纳米技术的进步也取得了重大进展。人工智能和生物信息学有助于更精确地诊断、预测和预后，从而实现癌症和肿瘤的个性化治疗。人工智能增强的成像和放射治疗改善了手术效果，即使是在偏远地区。精准肿瘤学已经出现，利用细菌和病毒直接针对肿瘤。在这篇评论中，我们讨论了各种癌症疗法的最新进展和挑战。
“多代理”筛选提高了定向酶进化的效率
酶的进化使生物技术方面的进步得以巨大进步。但是，定向的进化程序仍然需要许多迭代的筛选以识别最佳的突变序列。这是由于健身景观的稀疏性，这又是由于“隐藏”突变仅与其他突变相结合的“隐藏”突变所致。这些“隐藏”突变仅通过评估突变组合，需要大型组合文库或迭代筛选。在这里，我们报告了一种多代理的定向进化方法，该方法在筛选过程中融合了各种底物类似物。具有多种底物，像多个辅助健身景观一样，我们能够识别“隐藏”突变残基，这些突变型残基无需测试众多组合。我们最初在工程中验证了这种方法，以改善各种非天然底物的活性。我们发现“隐藏”突变通常与活动站点相距甚远，因此很难使用基于结构的方法进行预测。有趣的是，预计在这种情况下确定的许多“隐藏”突变会破坏三级结构元素之间的相互作用，从而可能影响蛋白质的柔韧性。这种方法可能广泛适用于加速酶工程。最后，多机构系统启发的方法可能在解决生物学中其他复杂的组合搜索问题方面更为广泛。
模拟引导的工程使Selinadiene合酶中的功能开关降低羟基化
摘要：倍半萜烯合酶形成预定义的替代产品是一个重大挑战，因为它们在环化机制方面的多样性以及我们对氨基酸变化如何影响这些机制的方向的有限理解。在这里，我们将原子模拟和位于定位的诱变的组合来设计A Selina-4（15），7（11） - Diene合酶（SDS），因此其最终的反应性碳分配被捕获的活性现场水淬灭，从而形成了复杂的羟基羟基甲氧酯（11）-EL（11）-4-4-4-4-4-4-4-4（11）。最初，SDS G305E变体产生20％SELIN-7（11）-EN-4-OL。通过建模酶 - 碳化络合物复合物所建议的，可以通过改变pH来进一步改善Selin-7（11）-EN-4-OL产生，从而导致Selin-7（11）-EN-4-OL成为pH 6.0时的主要产物（48％）。我们将SDS G305E变体与来自甲戊酸酯途径的基因合并到细菌BL21（DE3）细胞中，并以10 mg/l的量表为10 mg/l批量发酵。这些结果凸显了萜烯合酶模拟引导的工程的机会，以产生预定义的复杂羟基化倍半萜。关键字：Terpenoids，MD模拟，水捕获，酶工程，Selin-7（11）-EN-4-OR■简介
循环介导的等温扩增技术的进步和应用：全面的概述
循环介导的等热扩增（LAMP）是一种新的以其等温特性，高效率，灵敏度和特异性而闻名的核酸检测方法。灯使用的4至6个引物针对所需序列的6至8个区域，从而在60至65°C之间的温度下进行扩增，并且在一个小时内最多生产10个9拷贝。可以通过各种方法（例如浊度法，荧光法和比色法）监测产品。然而，它面临着诸如非特异性扩增的风险，引物设计的挑战，对短基因序列的不适合性以及多重多路复用的困难。聚合酶和底漆设计的最新进展提高了灯反应的速度和便利性。此外，将灯与滚动圆扩增（RCA），重组酶聚合酶扩增（RPA）和CRISPR-CAS系统等技术相结合，提高了其效率。灯与各种生物传感器的组合启用了实时分析，扩大了其在护理测试（POCT）中的应用。微流体技术进一步促进了灯的自动化和小型化，从而可以同时检测多个靶标并防止污染。本评论重点介绍了LAMP的进步，重点是底漆设计，聚合酶工程及其与其他技术的集成。持续改进和将灯与互补技术的整合显着增强了其诊断能力，使其成为快速，敏感和特定的核酸检测的强大工具，并具有对医疗保健，农业和环境监测的有希望的影响。