P450 从头设计酶

催化力最高 3.5 倍

基于催化口袋5残基设计原则，扩散模型生成非天然P450，突破天然酶活性上限。

Wang, Qian · 刘笑楠 · Chu, Huanyu · Shi, Chao · Yamazaki Y. · 白洁 · Liu, Pi · Jing-Jing, Li · Zhu, Xiaoxi · Liu, Yuwan · Chen, Zhangxin · 黄荣 · 常宏 · Tian-Tian, Liu · Chang, Zhenzhan · 程健 · 江会锋

Research 2024

参数信息

显著活性设计数

10

活性提升倍数

3.5 倍

技术优势

催化口袋可解析

通过祖先序列重建和正向累积，鉴定了5个关键残基，提出了“三点固定”模型，阐明了P450功能创新机制。

设计成功率过半

在17个非天然设计中，10个表现出显著F6H活性，成功率约59%。

活性超越天然酶

6个设计的催化能力比天然CYP706X1提高了1.3至3.5倍。

应用场景

• 生物酶工程：利用扩散模型从催化口袋生成全新P450，突破天然酶序列空间限制。
• 合成生物学：将从头设计的P450基因整合到代谢通路，实现非天然产物生物合成。
• 精准有机合成：提供高活性F6H酶，实现黄酮类化合物精准羟化。
• 药物代谢：设计P450变体模拟药物代谢，加速代谢产物鉴定与毒性评估。