🚀David Baker preprint z roku @UWproteindesign 👇👇 Co dělá řezání proteinových vazeb tak náročným, že příroda vyvinula specializované enzymy s kovovými kofaktory, aby toho dosáhla?@biorxivpreprint @ETH_en "Výpočetní návrh cysteinových proteáz" • Amidové vazby v proteinech mají poločas rozpadu stovek let za fyziologických podmínek, což je činí mnohem stabilnějšími než esterové vazby (přičemž aminové skupiny opouštějí pKa >35 oproti <8 u aktivovaných esterů) a předchozí výpočetní enzymy uspěly pouze s aktivovanými substráty malých molekul esterů, nikoli s energeticky náročným štěpením peptidových vazeb potřebným pro proteázy. • Výzkumníci použili RoseTTAFold Diffusion 2 pro molekulární rozhraní (RFD2-MI) k návrhu zinkových proteáz z minimálních katalytických motivů, přičemž vytvořili ideální aktivní místo s pěti funkčními skupinami (tři zbytky vazby zinku H1, H2, E1, jednou katalytickou bází E2 a jednou tyrosin stabilizující oxyanionem) založenými na strukturách aminopeptidázy N a astacinu, přičemž provedli oboustranný návrh sekvencí proteázy i substrátu pro zajištění přesného umístění cílové amidové vazby. • Ze 135 testovaných návrhů v jednom kole 36 % vykazovalo aktivitu (14,7 % u modelů obsahujících pouze zinek a 87,5 % u modelů se zinkovou vodou), přičemž všechny aktivní konstrukce štěpily přesně na zamýšlených místech potvrzených hmotnostní spektrometrií; nejaktivnější konstrukce (substrát Zn45 štěpící ZnO36) dosáhla kcat 0,025 ± 0,002 s⁻¹, KM 26 ± 5 μM a kcat/KM 900 ± 200 M⁻¹s⁻¹, což představuje >10⁸násobné zrychlení oproti nekatalyzované hydrolýze; konstrukce vykazovaly vazbu zinku s Kd mezi 10⁻¹⁰ a 10⁻⁸ M, prokázaly substrátovou specificitu ve 4 z 5 lešení a mohly být přeprogramovány tak, aby štěpily lidský protein TDP-43 relevantní pro onemocnění, přičemž 4 varianty dosáhly ≥80% štěpení po 5 hodinách. Autoři: Hojae Choi a al Donald Hilvert, Samuel J. Pellock, David Baker Propojit: