通过基于结构的蛋白质聚类发现脱氨酶功能
Jiaying Huang1, Qiupeng Lin1, Hongyuan Fei2
1State Key Laboratory of Plant Cell and Chromosome Engineering, Center for Genome Editing, Institute of Genetics and Developmental Biology, Innovation Academy for Seed Design, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China.
研究人员使用人工智能预测蛋白质结构, 发现新的除氨酶. 这导致了植物和治疗药物中最小的单链细胞氨基脱氨酶.
科学领域:
- 生物化学
- 结构生物学
- 生物工程
背景情况:
- 蛋白质功能阐明和生物工程对于生命科学进步至关重要.
- 目前的蛋白质采矿主要使用氨基酸序列, 而不是结构数据.
研究的目的:
- 利用人工智能驱动的结构预测进行蛋白质家族分析和功能发现.
- 设计新的基础编辑器,用于改善治疗和农业应用.
主要方法:
- 用AlphaFold2来预测除氨酶家族中的蛋白质结构.
- 使用结构相似性聚类来识别新型蛋白质特性.
- 设计了一种单链特异性细胞氨基酶,用于基质编辑.
主要成果:
- 在DDDA类脱氨酶类中发现了意想不到的特性,其中大多数不是双链DNA脱氨酶.
- 开发了最小的单链特异性细胞胺酶.
- 设计了一个有效地包装成单个腺相关病毒的细胞酶基编辑器 (CBE).
- 在大豆植物中发现了活性除氨酶,扩大了CBE的可用性.
结论:
- 人工智能辅助的结构预测显著扩大了功能性蛋白质的发现.
- 新型除氨酶增强了基础编辑器对于治疗和农业生物技术的实用性.
- 工程基础编辑器在以前无法访问的工厂系统中显示出应用的希望.
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