基于物理原理的酶设计和改进仍极具挑战性。在这里,斯坦福大学Steven G. Boxer证明了静电催化的原理可以用来显著提高天然酶的活性。
本文要点:
1) 作者通过用苏氨酸取代丝氨酸氢键供体和用Co2+取代催化Zn2+来增强马肝醇脱氢酶中的活性位点电场。基于电场增强,作者通过对速率进行了定量测量发现,其比野生型酶快50倍,这与实验测量结果非常一致。
2) 氢键和金属配位是两种不同的化学作用力,它们的影响由一个统一的物理量——电场来描述,而电场可以被定量描述。这些结果为生物和非生物催化剂提供了一种新的设计思路。
Chu Zheng et.al Enhanced active-site electric field accelerates enzyme catalysis Nature Chemistry 2023
DOI: 10.1038/s41557-023-01287-x
https://doi.org/10.1038/s41557-023-01287-x