酶工程:从人工设计到人工智能

摘要

计算机在酶工程中的应用使得酶的序列空间探索度不断被扩大.随着不同分子力场参数的建立,涌现出诸多以计算分子能量为基础的算法,并被用于酶的催化活性、稳定性、底物特异性等的改造与筛选.伴随计算机硬件的提升与算法的优化,从头设计全新功能的人工酶取得成功并得以发展.近年来,人工智能在蛋白质结构预测上不断获得突破,同时也被应用到酶的设计中.介绍了分子力场基础和酶设计与筛选的算法,重点阐述了从头设计的方法和成功案例,以及机器学习设计酶的流程和最新的研究进展,展望了人工智能在酶工程领域的未来发展,为酶的改造与全新功能的生物催化剂的设计助力.