• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

新型酶功能设计的计算策略

Computational strategies for the design of new enzymatic functions.

作者信息

Świderek K, Tuñón I, Moliner V, Bertran J

机构信息

Departament de Química Física, Universitat de València, 46100 Burjasot, Spain; Institute of Applied Radiation Chemistry, Lodz University of Technology, 90-924 Lodz, Poland.

Departament de Química Física, Universitat de València, 46100 Burjasot, Spain.

出版信息

Arch Biochem Biophys. 2015 Sep 15;582:68-79. doi: 10.1016/j.abb.2015.03.013. Epub 2015 Mar 19.

DOI:10.1016/j.abb.2015.03.013
PMID:25797438
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4554825/
Abstract

In this contribution, recent developments in the design of biocatalysts are reviewed with particular emphasis in the de novo strategy. Studies based on three different reactions, Kemp elimination, Diels-Alder and Retro-Aldolase, are used to illustrate different success achieved during the last years. Finally, a section is devoted to the particular case of designed metalloenzymes. As a general conclusion, the interplay between new and more sophisticated engineering protocols and computational methods, based on molecular dynamics simulations with Quantum Mechanics/Molecular Mechanics potentials and fully flexible models, seems to constitute the bed rock for present and future successful design strategies.

摘要

在本论文中,我们回顾了生物催化剂设计的最新进展,特别强调了从头设计策略。基于三种不同反应(肯普消除反应、狄尔斯-阿尔德反应和逆醛缩酶反应)的研究用于阐述过去几年中取得的不同成功案例。最后,有一部分专门讨论了设计金属酶的特殊情况。总的来说,基于具有量子力学/分子力学势的分子动力学模拟和完全灵活模型的新型且更复杂的工程方案与计算方法之间的相互作用,似乎构成了当前和未来成功设计策略的基石。

相似文献

1
Computational strategies for the design of new enzymatic functions.新型酶功能设计的计算策略
Arch Biochem Biophys. 2015 Sep 15;582:68-79. doi: 10.1016/j.abb.2015.03.013. Epub 2015 Mar 19.
2
Hybrid schemes based on quantum mechanics/molecular mechanics simulations goals to success, problems, and perspectives.基于量子力学/分子力学模拟的混合方案的目标、问题和展望。
Adv Protein Chem Struct Biol. 2011;85:81-142. doi: 10.1016/B978-0-12-386485-7.00003-X.
3
A preorganization oriented computational method for de novo design of Kemp elimination enzymes.一种面向从头设计 Kemp 消除酶的预组织化计算方法。
Enzyme Microb Technol. 2022 Oct;160:110093. doi: 10.1016/j.enzmictec.2022.110093. Epub 2022 Jul 2.
4
Design of functional metalloproteins.功能性金属蛋白的设计
Nature. 2009 Aug 13;460(7257):855-62. doi: 10.1038/nature08304.
5
Artificial metalloenzymes derived from three-helix bundles.源自三螺旋束的人工金属酶。
Curr Opin Chem Biol. 2015 Apr;25:65-70. doi: 10.1016/j.cbpa.2014.12.034. Epub 2015 Jan 8.
6
Use of QM/DMD as a Multiscale Approach to Modeling Metalloenzymes.使用量子力学/密度矩阵动力学(QM/DMD)作为一种多尺度方法来模拟金属酶。
Methods Enzymol. 2016;577:319-39. doi: 10.1016/bs.mie.2016.05.018. Epub 2016 Jun 28.
7
Using High-Throughput Molecular Dynamics Simulation to Enhance the Computational Design of Kemp Elimination Enzymes.利用高通量分子动力学模拟技术增强 Kemp 消除酶的计算设计。
J Chem Inf Model. 2023 Feb 27;63(4):1323-1337. doi: 10.1021/acs.jcim.3c00002. Epub 2023 Feb 13.
8
Advances in quantum and molecular mechanical (QM/MM) simulations for organic and enzymatic reactions.量子和分子力学(QM/MM)模拟在有机和酶反应中的进展。
Acc Chem Res. 2010 Jan 19;43(1):142-51. doi: 10.1021/ar900171c.
9
Recent advances in the design and optimization of artificial metalloenzymes.人工金属酶的设计和优化的最新进展。
Curr Opin Chem Biol. 2024 Aug;81:102508. doi: 10.1016/j.cbpa.2024.102508. Epub 2024 Aug 3.
10
Molecular Modeling for Artificial Metalloenzyme Design and Optimization.分子模拟在人工金属酶设计与优化中的应用。
Acc Chem Res. 2020 Apr 21;53(4):896-905. doi: 10.1021/acs.accounts.0c00031. Epub 2020 Apr 1.

引用本文的文献

1
Noncanonical Amino Acids in Biocatalysis.非天然氨基酸在生物催化中的应用。
Chem Rev. 2024 Jul 24;124(14):8740-8786. doi: 10.1021/acs.chemrev.4c00120. Epub 2024 Jul 3.
2
From random to rational: improving enzyme design through electric fields, second coordination sphere interactions, and conformational dynamics.从随机到理性:通过电场、二级配位层相互作用和构象动力学改进酶设计。
Chem Sci. 2023 Sep 13;14(40):10997-11011. doi: 10.1039/d3sc02982d. eCollection 2023 Oct 18.
3
Mechanism-Based Redesign of GAP to Activate Oncogenic Ras.基于机制的 GAP 重设计以激活致癌 Ras。
J Am Chem Soc. 2023 Sep 20;145(37):20302-20310. doi: 10.1021/jacs.3c04330. Epub 2023 Sep 8.
4
Biomolecular QM/MM Simulations: What Are Some of the "Burning Issues"?生物分子量子力学/分子力学模拟:一些“亟待解决的问题”有哪些?
J Phys Chem B. 2021 Jan 28;125(3):689-702. doi: 10.1021/acs.jpcb.0c09898. Epub 2021 Jan 6.
5
Multiscale computation delivers organophosphorus reactivity and stereoselectivity to immunoglobulin scavengers.多尺度计算赋予免疫球蛋白清除剂有机磷反应性和立体选择性。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2020 Sep 15;117(37):22841-22848. doi: 10.1073/pnas.2010317117. Epub 2020 Aug 28.
6
Bottom-Up Nonempirical Approach To Reducing Search Space in Enzyme Design Guided by Catalytic Fields.基于催化场的酶设计引导的降低搜索空间的自下而上非经验方法。
J Chem Theory Comput. 2020 May 12;16(5):3420-3429. doi: 10.1021/acs.jctc.0c00139. Epub 2020 Apr 23.
7
Dissecting the evolvability landscape of the CalB active site toward aromatic substrates.解析 CalB 活性位点对芳香族底物的可进化性景观。
Sci Rep. 2019 Oct 30;9(1):15588. doi: 10.1038/s41598-019-51940-0.
8
: Computer-Aided Directed Evolution of Enzymes.酶的计算机辅助定向进化
IUCrJ. 2017 Jan 1;4(Pt 1):50-64. doi: 10.1107/S2052252516018017.
9
Computational tools for the evaluation of laboratory-engineered biocatalysts.用于评估实验室工程化生物催化剂的计算工具。
Chem Commun (Camb). 2016 Dec 22;53(2):284-297. doi: 10.1039/c6cc06055b.
10
Design of Catalytic Peptides and Proteins Through Rational and Combinatorial Approaches.通过理性设计和组合方法设计催化肽和蛋白质。
Annu Rev Biomed Eng. 2016 Jul 11;18:311-28. doi: 10.1146/annurev-bioeng-111215-024421. Epub 2016 Mar 23.

本文引用的文献

1
Novel artificial metalloenzymes by incorporation of metal-binding unnatural amino acids.通过掺入金属结合非天然氨基酸构建新型人工金属酶。
Chem Sci. 2015 Jan 1;6(1):770-776. doi: 10.1039/c4sc01525h. Epub 2014 Oct 9.
2
Simulating the catalytic effect of a designed mononuclear zinc metalloenzyme that catalyzes the hydrolysis of phosphate triesters.模拟一种设计的单核锌金属酶的催化作用,该酶催化磷酸三酯的水解。
J Phys Chem B. 2014 Oct 23;118(42):12146-52. doi: 10.1021/jp507592g. Epub 2014 Oct 13.
3
Mysteries of metals in metalloenzymes.金属酶中的金属之谜。
Acc Chem Res. 2014 Oct 21;47(10):3110-7. doi: 10.1021/ar500227u. Epub 2014 Sep 10.
4
Impact of scaffold rigidity on the design and evolution of an artificial Diels-Alderase.支架刚性对人工 Diels-Alderase 设计和演化的影响。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2014 Jun 3;111(22):8013-8. doi: 10.1073/pnas.1401073111. Epub 2014 May 20.
5
Computer aided enzyme design and catalytic concepts.计算机辅助酶设计与催化概念。
Curr Opin Chem Biol. 2014 Aug;21:56-62. doi: 10.1016/j.cbpa.2014.03.022. Epub 2014 May 8.
6
Computational tools for designing and engineering enzymes.用于设计和工程酶的计算工具。
Curr Opin Chem Biol. 2014 Apr;19:8-16. doi: 10.1016/j.cbpa.2013.12.003. Epub 2013 Dec 31.
7
Recent advances in rational approaches for enzyme engineering.酶工程合理方法的最新进展。
Comput Struct Biotechnol J. 2012 Oct 22;2:e201209010. doi: 10.5936/csbj.201209010. eCollection 2012.
8
Protein design: toward functional metalloenzymes.蛋白质设计:迈向功能性金属酶
Chem Rev. 2014 Apr 9;114(7):3495-578. doi: 10.1021/cr400458x. Epub 2014 Mar 24.
9
Artificial metalloenzymes for enantioselective catalysis.人工金属酶用于对映选择性催化。
Curr Opin Chem Biol. 2014 Apr;19:135-43. doi: 10.1016/j.cbpa.2014.02.002. Epub 2014 Mar 5.
10
Recent achievments in the design and engineering of artificial metalloenzymes.人工金属酶的设计和工程方面的最新进展。
Curr Opin Chem Biol. 2014 Apr;19:99-106. doi: 10.1016/j.cbpa.2014.01.018. Epub 2014 Mar 5.