构象集合揭示丝氨酸蛋白酶催化机制的根源：为酶学研究与设计提供关键见解

为深入理解丝氨酸蛋白酶（serine proteases）活性位点加速肽键裂解反应的机制，研究人员开展了构象集合分析。他们通过对比酶促反应与溶液反应，明确了催化特征并量化其能量贡献，这为酶催化研究及设计提供了重要依据。

　　酶以多种状态的集合形式存在，这些状态编码了其催化过程的能量信息。由 17 种丝氨酸蛋白酶（serine proteases）的 1231 个结构构建的构象集合，揭示了其反应状态间原子水平的变化。通过比较酶促反应和溶液反应，研究人员识别出了提供催化作用的分子特征，并量化了它们对催化作用的能量贡献。丝氨酸蛋白酶精确地将反应物定位在不稳定的构象中，形成一个能量下坡梯度，选择性地促进反应所需的运动，同时限制偏离反应路径的构象状态。相同的催化特征在多种不同结构折叠的蛋白酶及其他酶中反复演化。构象集合 - 功能分析揭示了此前未知的催化特征，基于简单的物理和化学原理提供了定量模型，并识别出自然界中反复出现的基序，这些基序可能为酶的设计提供灵感。