已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Enhancing luciferase activity and stability through generative modeling of natural enzyme sequences

蛋白质工程 定向进化 定向分子进化 计算生物学 荧光素酶 合成生物学 生成模型 生成语法 序列空间 蛋白质设计 计算机科学 生物 突变体 人工智能 生物化学 蛋白质结构 基因 数学 转染 纯数学 巴拿赫空间
作者
Wen Jun Xie,Dangliang Liu,Xiaoya Wang,Aoxuan Zhang,Qijia Wei,Ashim Nandi,Suwei Dong,Arieh Warshel
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [Proceedings of the National Academy of Sciences]
卷期号:120 (48) 被引量:6
标识
DOI:10.1073/pnas.2312848120
摘要

The availability of natural protein sequences synergized with generative AI provides new paradigms to engineer enzymes. Although active enzyme variants with numerous mutations have been designed using generative models, their performance often falls short of their wild type counterparts. Additionally, in practical applications, choosing fewer mutations that can rival the efficacy of extensive sequence alterations is usually more advantageous. Pinpointing beneficial single mutations continues to be a formidable task. In this study, using the generative maximum entropy model to analyze Renilla luciferase (RLuc) homologs, and in conjunction with biochemistry experiments, we demonstrated that natural evolutionary information could be used to predictively improve enzyme activity and stability by engineering the active center and protein scaffold, respectively. The success rate to improve either luciferase activity or stability of designed single mutants is ~50%. This finding highlights nature's ingenious approach to evolving proficient enzymes, wherein diverse evolutionary pressures are preferentially applied to distinct regions of the enzyme, ultimately culminating in an overall high performance. We also reveal an evolutionary preference in RLuc toward emitting blue light that holds advantages in terms of water penetration compared to other light spectra. Taken together, our approach facilitates navigation through enzyme sequence space and offers effective strategies for computer-aided rational enzyme engineering.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
可可完成签到 ,获得积分10
5秒前
找回自己完成签到,获得积分10
8秒前
Lojong完成签到,获得积分10
9秒前
tt完成签到 ,获得积分10
9秒前
Luna爱科研完成签到 ,获得积分10
10秒前
chenmo完成签到,获得积分10
10秒前
14秒前
科研通AI2S应助Lojong采纳,获得10
17秒前
呵呵哒发布了新的文献求助10
17秒前
Splaink完成签到 ,获得积分10
18秒前
跳跃大侠发布了新的文献求助10
20秒前
小巧怀薇完成签到,获得积分10
21秒前
GGBOND完成签到,获得积分10
23秒前
Criminology34应助yang采纳,获得10
23秒前
啾啾完成签到,获得积分10
23秒前
跳跃大侠完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
zkx发布了新的文献求助10
31秒前
Akim应助魔幻的外套采纳,获得30
35秒前
李阳完成签到 ,获得积分10
36秒前
哈基米德举报幻影大师求助涉嫌违规
39秒前
小二郎应助星辰采纳,获得10
43秒前
初始蜜蜂完成签到 ,获得积分10
48秒前
多情的忆之完成签到,获得积分10
48秒前
呵呵哒完成签到,获得积分10
51秒前
共享精神应助丰富如南采纳,获得30
52秒前
momo完成签到,获得积分10
52秒前
Criminology34应助yang采纳,获得10
53秒前
Unicorn完成签到,获得积分10
59秒前
Bob发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
冷静新烟完成签到,获得积分10
1分钟前
sun发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
sun完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
路过地球完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
微纳米加工技术及其应用 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 500
Performance optimization of advanced vapor compression systems working with low-GWP refrigerants using numerical and experimental methods 500
Constitutional and Administrative Law 500
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5291051
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4442208
关于积分的说明 13829504
捐赠科研通 4325125
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2374008
邀请新用户注册赠送积分活动 1369374
关于科研通互助平台的介绍 1333502