🚀David Baker preprint z @UWproteindesign 👇👇 Co sprawia, że cięcie wiązań białkowych jest tak trudne, że natura wyewoluowała wyspecjalizowane enzymy z metalowymi kofaktorami, aby to osiągnąć?@biorxivpreprint @ETH_en "Obliczeniowe projektowanie proteaz cysteinowych" • Wiązania amidowe w białkach mają okresy półtrwania liczone w setkach lat w warunkach fizjologicznych, co czyni je znacznie bardziej stabilnymi niż wiązania esterowe (z grupami odchodzącymi aminowymi mającymi pKa >35 w porównaniu do <8 dla aktywowanych estrów), a wcześniejsze obliczeniowe projektowanie enzymów zakończyło się sukcesem tylko z aktywowanymi substratami małych cząsteczek estrów, a nie z energetycznie wymagającym rozkładem wiązań peptydowych wymaganym dla proteaz. • Naukowcy użyli RoseTTAFold Diffusion 2 dla Interfejsów Molekularnych (RFD2-MI) do zaprojektowania proteaz cynkowych z minimalnych motywów katalitycznych, konstruując idealne miejsce aktywne z pięcioma grupami funkcyjnymi (trzy reszty wiążące cynk H1, H2, E1, jedna zasada katalityczna E2 i jedna tyrozyna stabilizująca oksoanion Y) na podstawie struktur aminopeptydazy N i astacyny, przeprowadzając projektowanie dwustronne zarówno sekwencji proteazy, jak i substratu, aby zapewnić precyzyjne położenie docelowego wiązania amidowego. • Spośród 135 zaprojektowanych w jednej rundzie projektowania, 36% wykazało aktywność (14,7% dla modeli tylko z cynkiem i 87,5% dla modeli cynk-woda), przy czym wszystkie aktywne projekty rozcinały dokładnie w zamierzonych miejscach potwierdzonych spektrometrią masową; najbardziej aktywny projekt (Zn45 rozcinający substrat ZnO36) osiągnął kcat równy 0,025 ± 0,002 s⁻¹, KM równy 26 ± 5 μM, a kcat/KM równy 900 ± 200 M⁻¹s⁻¹, co stanowi >10⁸-krotne przyspieszenie tempa w porównaniu do niekatalizowanej hydrolizy; projekty wykazały wiązanie cynku z Kd między 10⁻¹⁰ a 10⁻⁸ M, wykazały specyfikę substratową w 4 z 5 rusztowań i mogły być przeprogramowane do rozkładu białka TDP-43 u ludzi, istotnego dla chorób, z 4 wariantami osiągającymi ≥80% rozkładu po 5 godzinach. Autorzy: Hojae Choi i in. Donald Hilvert, Samuel J. Pellock, David Baker Link: