Design of Efficient Artificial Enzymes Using Crystallographically Enhanced Conformational Sampling
Pourquoi ce travail est dans la base
Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.
Notice bibliographique
Résumé
The ability to create efficient artificial enzymes for any chemical reaction is of great interest. Here, we describe a computational design method for increasing the catalytic efficiency of de novo enzymes by several orders of magnitude taking advantage of X- ray crystallography data and ensemble refinement. Our approach circumvents the need for labor-intensive directed evolution and high-throughput screening methods typically used to improve the activity of de novo enzymes. We used Phenix ensemble refinement (Burnley et al. 2012) to generate ensemble models from dynamics-based refinement against room temperature X-ray diffraction data collected from crystals of Kemp eliminases HG3 (kcat/KM 125 M−1 s−1) and KE70 (kcat/KM 57 M−1 s−1). Using backbone templates from these ensemble models, we designed, for each of the two enzymes, ≤10 sequences predicted to catalyze this reaction more efficiently. The most active designs display kcat/KM values improved by 100−250-fold, comparable to mutants obtained after screening thousands of variants in multiple rounds of directed evolution. Crystal structures show excellent agreement with computational models, with catalytic contacts present as designed and transition-state root-mean-square deviations of ≤0.65 Å. Our work shows how a more precise sampling of backbone dynamics and conformational sub-states through ensemble refinement can improve de novo enzyme design algorithms for producing more efficient artificial enzymes.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle