《自然》里程碑进展：科学家创造出“设计酶”

　　

生物通报道：来自美国加州大学洛杉矶分校和华盛顿大学的化学家成功创造出“设计酶”（designer enzymes）——该成就是计算机化学和蛋白质工程学的一个重要里程碑。

 

由加州大学的Kendall Houk教授和华盛顿大学生物化学家David Baker分别领导的研究组合作进行的这项研究的结果发表在3月20日的《自然》杂志上。

 

“设计酶”（designer enzymes）将能通过失活病原生物制剂并创造出更有效的药物来用于抵御生物战。

 

Houk表示，设计出新在自然界中通常不能催化反应的新酶是可行的。他们的研究目的是利用计算机方法设计出蛋白质内部的基团编排，从而使其发生所期望的反应。

 

通过结合化学、数学和物理知识，研究人员成功创造出针对一种叫做“Kemp elimination”的化学反应的设计者酶。Kemp elimination是一种自然界中不存在的化学转化反应，此过程中氢与碳原子被分开。

 

在之前发表在3月7日的《科学》杂志上的一篇论文中，化学家报道了另外的一种成功的化学反应：利用设计者酶催化了一种retro-aldol反应，包括解开一个碳－碳键。Aldol反应是活体生物中与糖合成过程有关的关键过程。这个反应还广泛用于大规模生产化学品。

 

自然酶是相对比较大的蛋白质分子，是控制维持生命的反应的强大催化剂。它们在食物转化成供能的关键营养物质过程中起到核心作用。

 

Houk的研究组利用量子计算方法研究化学反应。他的研究组和Baker的研究组一起合作了三年时间。利用运算法则和超级计算机，加州大学的化学家设计出了这种酶的活性位点。然后，Baker的研究组利用计算机程序设计出一个能折叠产生一种与Houk研究组设计的类似的活性位点的氨基酸序列。最终，Baker的研究组制造出了这种酶。（生物通雪花）

 

《科学》：科学怪人合成首个基因组

 

美国著名的“科学怪人”Craig Venter的研究团队向着创造合成生命体迈出了重要一步。该研究团队日前宣布，他们已经创造出了第一个合成基因组。 该研究组利用活体和离体技术创造出了J. Craig Venter研究所所长所说的“一种由人类制造的特定结构的最大分子，它比此前构建的最大DNA分子大20倍。

在本周的《科学》杂志上，研究人员在发表的论文上描述了这个由582970个碱基对构成的基因组的创造过程，并将其命名为Mycoplasma genitalium JCVI-1.0。 Venter表示，这确实是一个很大的分子。整个过程从四个化学瓶子开始，这些成果令他感到很振奋，但他表示这项成果很重要，但并不是他所追求的最终目标。

未参与该研究的Rutgers大学的生物化学家Richard Ebright评价说，这项成果非常重要，为用合成DNA完整地重新编排一个生命体奠定了基础。 去年六月,该研究组成功将一个细菌的基因组移植到了另外一个细菌中，这项成果成为合成生物学的一个里程碑。该研究所表示，他们的最新研究室向着创造完整的合成生物前进的三个关键步骤中的第二步。

下一步，研究人员希望能够在一个完整的合成基因组的基础上创造出活细胞。但是，到目前为止，这个目标还未实现。 Venter强调说，他的研究组仍然需要克服许多大的障碍才能达到这个目标。即使如此，他还是表示离目标已经不远了。