在生物技術(shù)的浩瀚星空中，酶一直是那顆閃耀的明星。它們就像是細(xì)胞里的 “小工匠”，精準(zhǔn)地催化著各種化學(xué)反應(yīng)。如今，人工智能（AI）這股科技浪潮也席卷到了酶的研究領(lǐng)域，科學(xué)家們利用 AI 從零開始設(shè)計(jì)出了宛如真實(shí)存在的酶，這可是個(gè)了不起的大突破！

AI 設(shè)計(jì)酶的 “開掛” 之旅

以往，用 AI 設(shè)計(jì)酶吧，就像在黑夜里摸索，成果寥寥。之前那些嘗試，設(shè)計(jì)出來的酶大多都是 “半吊子”，反應(yīng)進(jìn)行到第一步就 “熄火” 了，根本沒法像天然酶那樣完成多步反應(yīng)。但這次，研究人員就像找到了 “通關(guān)秘籍”，把多種機(jī)器學(xué)習(xí)方法組合起來，成功設(shè)計(jì)出了能加速四步化學(xué)反應(yīng)的全新酶。這四步化學(xué)反應(yīng)可不簡單，它在生物界和工業(yè)界都超關(guān)鍵，像塑料回收這種重要過程都離不開它。

“量體裁衣” 式的酶設(shè)計(jì)

以前設(shè)計(jì)酶，大多是基于已有的酶結(jié)構(gòu)去 “修修補(bǔ)補(bǔ)”，就好比去舊貨市場淘一件別人穿過的衣服，怎么改可能都不太合身。而這次研究人員采用的方法不一樣，他們用一個(gè)叫 RFdiffusion 的 AI 工具，從零開始生成新的酶結(jié)構(gòu)，這就像是給酶 “量體裁衣”。接著，他們又打造了一個(gè)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) ——PLACER，這個(gè) “神器” 能細(xì)化酶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，它就像一個(gè)超級嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?“質(zhì)檢員”，在反應(yīng)的每一步都去檢查酶的活性位點(diǎn)，看看這些位點(diǎn)是不是合適、是不是能精準(zhǔn)地完成反應(yīng)步驟，整個(gè)過程那叫一個(gè)創(chuàng)新。

效果驚艷眾人

這些新設(shè)計(jì)出來的酶，那效果簡直驚艷！它們在加速反應(yīng)方面比之前類似設(shè)計(jì)的酶強(qiáng)了足足 60000 倍。這一成果讓合成生物學(xué)界的大咖們都忍不住點(diǎn)贊，像伊利諾伊大學(xué)厄巴納 - 香檳分校的合成生物學(xué)家 Huimin Zhao 就說，這可是酶工程領(lǐng)域的里程碑事件，意味著咱們現(xiàn)在真能設(shè)計(jì)出有天然酶那種活性的酶了，以后在實(shí)際應(yīng)用里肯定大有可為。

這次 AI 設(shè)計(jì)酶的成功，就像在平靜的湖面上投下了一塊巨石，在生物技術(shù)領(lǐng)域激起了層層漣漪。未來，這些 AI “造” 的酶說不定會在藥物制造、環(huán)保產(chǎn)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域大展身手，想想都覺得激動(dòng)，讓我們一起期待這場生物技術(shù)的精彩變革吧！

參考文獻(xiàn)：

https://www.nature.com/articles/d41586-025-00488-3