从头设计酶的机理规则
软凝聚态物质
2025-05-28 v3 统计力学
生物物理
化学物理
摘要
酶是纳米级机器，经过进化可在正确的时间和地点驱动化学反应偏离平衡。鉴于酶功能的复杂性和特异性，酶的从头设计是一项艰巨的任务，远比制造具有特定结合亲和力的被动分子或构建纳米级机械活动装置更具挑战性。我们提出了一个热力学一致的模型，用于描述这种燃料驱动酶的操作：它利用有利反应的能量进行非平衡构象变化，从而在连接的底物分子上催化化学反应。我们表明，通过对酶低维描述的有效反应坐标适当实施动量守恒，并借助普遍存在的耗散耦合，酶功能可以通过分岔而涌现。我们的结果可以补充最近开发的基于机器学习方法的酶从头设计策略。
关键词
引用
@article{arxiv.2408.16639,
title = {Mechanistic rules for de novo design of enzymes},
author = {Michalis Chatzittofi and Jaime Agudo-Canalejo and Ramin Golestanian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.16639},
year = {2025}
}