🚀David Baker preprint từ @UWproteindesign 👇👇 Điều gì khiến việc cắt đứt liên kết protein trở nên khó khăn đến mức tự nhiên đã phát triển các enzyme chuyên biệt với các yếu tố đồng kim loại để thực hiện điều đó?@biorxivpreprint @ETH_en "Thiết kế tính toán của các protease cysteine" • Các liên kết amide trong protein có thời gian bán hủy hàng trăm năm dưới các điều kiện sinh lý, khiến chúng ổn định hơn nhiều so với các liên kết ester (với các nhóm rời amine có pKa >35 so với <8 cho các ester hoạt hóa), và thiết kế enzyme tính toán trước đây chỉ thành công với các chất nền ester phân tử nhỏ đã được kích hoạt thay vì việc cắt đứt liên kết peptide đòi hỏi năng lượng cho các protease. • Các nhà nghiên cứu đã sử dụng RoseTTAFold Diffusion 2 cho các Giao diện Phân tử (RFD2-MI) để thiết kế các protease kẽm từ các motif xúc tác tối thiểu, xây dựng một vị trí hoạt động lý tưởng với năm nhóm chức năng (ba dư lượng liên kết kẽm H1, H2, E1, một bazơ xúc tác E2, và một tyrosine Y ổn định oxyanion) dựa trên cấu trúc aminopeptidase N và astacin, thực hiện thiết kế hai chiều cho cả chuỗi protease và chất nền để đảm bảo vị trí chính xác của liên kết amide mục tiêu. • Trong số 135 thiết kế được thử nghiệm trong một vòng thiết kế duy nhất, 36% cho thấy hoạt động (14.7% cho các mô hình chỉ có Zn và 87.5% cho các mô hình Zn-nước), với tất cả các thiết kế hoạt động đều cắt đứt chính xác tại các vị trí dự kiến được xác nhận bằng khối phổ; thiết kế hoạt động nhất (Zn45 cắt đứt chất nền ZnO36) đạt kcat là 0.025 ± 0.002 s⁻¹, KM là 26 ± 5 μM, và kcat/KM là 900 ± 200 M⁻¹s⁻¹, đại diện cho sự gia tốc tỷ lệ >10⁸ lần so với thủy phân không xúc tác; các thiết kế thể hiện sự liên kết kẽm với Kd giữa 10⁻¹⁰ và 10⁻⁸ M, cho thấy tính đặc hiệu của chất nền trong 4 trên 5 khung, và có thể được lập trình lại để cắt đứt protein TDP-43 của con người liên quan đến bệnh với 4 biến thể đạt ≥80% cắt đứt sau 5 giờ. Tác giả: Hojae Choi et. al Donald Hilvert, Samuel J. Pellock, David Baker Liên kết: