Исследователи разработали случайные гетерополимеры (СГП), имитирующие ферменты, что потенциально может произвести революцию в промышленном катализе и разработке лекарств, согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature. Команда, вдохновленная активными центрами примерно 1300 металлопротеинов, разработала эти СГП с использованием метода однореакторного синтеза, эффективно создавая искусственные ферменты.
Исследование посвящено давней проблеме в материаловедении: воспроизведению сложных функций белков с использованием синтетических материалов. Хотя ученые добились прогресса в имитации структурной иерархии белков, достижение функционального сходства оказалось трудным. Исследователи предполагают, что, тщательно контролируя пространственное и временное расположение боковых цепей в полимерах, они могут воспроизвести поведение белков, даже с химией основной цепи, отличной от таковой у белков.
"Мы вводим ключевые мономеры в качестве эквивалентов функциональных остатков белка и статистически модулируем химические характеристики сегментов, содержащих ключевые мономеры, такие как сегментарная гидрофобность", - заявили исследователи в своей статье. Этот подход позволяет СГП формировать псевдоактивные центры, обеспечивая ключевые мономеры белкоподобным микроокружением. Свобода вращения полимерных цепей помогает компенсировать отсутствие точной последовательности мономеров, обеспечивая единообразное поведение всего ансамбля молекул.
Значение этого исследования велико. Ферменты являются важнейшими катализаторами в широком спектре промышленных процессов, от производства фармацевтических препаратов до синтеза биотоплива. Однако природные ферменты могут быть дороги в производстве и часто требуют определенных условий для оптимального функционирования. Имитаторы ферментов, такие как эти СГП, предлагают потенциально более дешевую и надежную альтернативу.
Разработка этих СГП была основана на анализе активных центров металлопротеинов, которые представляют собой белки, содержащие ионы металлов. Эти ионы металлов часто играют решающую роль в каталитической активности фермента. Понимая химическое окружение вокруг этих ионов металлов, исследователи смогли разработать СГП, которые могли бы воспроизвести это окружение и способствовать аналогичным каталитическим реакциям.
Использование ИИ при анализе огромного количества данных о структурах и функциях белков имело решающее значение для успеха этого проекта. Алгоритмы ИИ могут выявлять закономерности и взаимосвязи, которые было бы трудно или невозможно обнаружить людям, ускоряя процесс проектирования. Это подчеркивает растущую роль ИИ в материаловедении и открытии лекарств.
"Использование свободы вращения полимера может смягчить недостатки в специфичности мономерной последовательности и обеспечить единообразие поведения на уровне ансамбля", - отметили исследователи, подчеркивая важность динамики полимера в достижении ферментоподобного поведения.
Разработка этих имитаторов ферментов представляет собой значительный шаг вперед в области биовдохновленных материалов. Хотя необходимы дальнейшие исследования для оптимизации их производительности и изучения их полного потенциала, эти СГП многообещающи для широкого спектра применений, от промышленного катализа до восстановления окружающей среды. Следующие шаги включают тестирование этих СГП в различных каталитических реакциях и изучение их потенциала для использования в доставке лекарств и других биомедицинских приложениях.
Multi-Source Journalism
This article synthesizes reporting from multiple credible news sources to provide comprehensive, balanced coverage.
Deep insights powered by AI
Continue exploring
Austrian Olympic medalist Katharina Liensberger will unfortunately miss the upcoming Milano Cortina Winter Olympics due to a severe knee injury sustained during training. This setback highlights the physical risks in high-performance sports and removes a key competitor from the anticipated face-off with Mikaela Shiffrin, impacting the dynamics of the competition.
Several Middle Eastern and Asian countries are urging Israel to remove restrictions on humanitarian aid entering Gaza, where nearly 1.9 million displaced Palestinians face dire conditions exacerbated by winter storms. The nations emphasize the urgent need for essential supplies like shelter, medicine, and clean water, calling on the international community to pressure Israel to ease access. This situation highlights the complex interplay between geopolitical constraints and the ethical imperative to provide humanitarian assistance, a challenge that AI-driven logistics and resource allocation systems could potentially help address in future crises by optimizing aid delivery routes and needs assessments.
Растущая вспышка кори в Южной Каролине, с 185 случаями, подчеркивает сохраняющиеся глобальные проблемы в поддержании статуса элиминации заболевания, несмотря на наличие эффективных вакцин, таких как MMR. Эта ситуация отражает более широкую международную обеспокоенность по поводу нерешительности в отношении вакцинации и ее потенциального воздействия на общественное здравоохранение, особенно в связи с ростом вспышек кори во всем мире, что угрожает прогрессу, достигнутому в искоренении этой болезни. США, как и другие страны, сталкиваются с проблемой балансирования потребностей общественного здравоохранения с индивидуальными убеждениями на фоне глобального роста дезинформации о вакцинах.
Вступивший в должность мэр Нью-Йорка Зоран Мамдани оперативно отменил произраильские указы, принятые его предшественником, что вызвало похвалу со стороны сторонников Палестины и осуждение со стороны израильского правительства. Эти исполнительные указы, ныне аннулированные, включали ограничения на бойкоты Израиля и принятие спорного определения антисемитизма, что вызвало обеспокоенность по поводу свободы слова и потенциальной возможности цензуры политических дискуссий с использованием искусственного интеллекта.
Брайан Коул, обвиняемый в установке самодельных трубчатых бомб возле штаб-квартир Республиканского и Демократического национальных комитетов до штурма Капитолия 6 января, останется под стражей, поскольку судья счел его по-прежнему представляющим угрозу общественной безопасности. Это дело подчеркивает продолжающиеся юридические последствия штурма Капитолия и проблемы оценки потенциальных угроз демократическим институтам. Подозреваемый, как сообщается, признался в содеянном, что подчеркивает сложность вопроса о намерениях и потенциальную возможность политически мотивированного насилия.
K-pop лейбл Ador подает в суд на участницу NewJeans Даниэль Марш, члена ее семьи и их бывшего продюсера на миллионы после годичного спора, включающего обвинения в жестоком обращении и неудачную попытку расторгнуть их контракты, что подчеркивает сложные юридические и договорные проблемы в K-pop индустрии. Этот иск, последовавший за решением суда о том, что группа должна соблюдать свои контракты, поднимает вопросы о правах артистов, справедливом обращении и динамике власти между лейблами и исполнителями в высококонкурентном мире K-pop.
Дочь Ким Чен Ына, Ким Чжу Э, присоединилась к своим родителям в Кымсусанском дворце Солнца, отметив свое первое публичное появление в мавзолее и усилив спекуляции о ее возможном преемничестве. Ее все более заметная роль в государственных СМИ в сочетании с этим визитом, по мнению аналитиков и южнокорейской разведки, предполагает возможную формализацию ее положения как вероятной наследницы.
На фоне эскалации напряженности президент Венесуэлы Николас Мадуро призвал США к дипломатическим переговорам, предостерегая от затяжного конфликта, напоминающего войну в Ираке. Этот призыв последовал за обвинениями со стороны США в том, что Мадуро возглавляет наркотеррористическую организацию, и неподтвержденными сообщениями об авиаударе США по венесуэльской территории, что вызывает опасения по поводу возможного иностранного вмешательства в дела страны.
Эксперты предполагают, что пакет помощи США в размере 2 миллиардов долларов, хотя и кажется щедрым, может вынудить ООН отдавать приоритет политической повестке Вашингтона из-за жестких требований к управлению и распределению средств. Этот сдвиг вызывает опасения по поводу менее гибкой и потенциально ослабленной системы гуманитарной помощи, особенно в связи с тем, что США исключают такие страны, как Афганистан и Йемен, из списка приоритетных получателей.
В Малави обнаружен кремационный костер возрастом 9500 лет, содержащий останки взрослой женщины, что предоставляет беспрецедентную информацию о погребальных ритуалах древних африканских обществ охотников-собирателей. Это открытие, самое древнее подтвержденное преднамеренное сожжение в Африке, ставит под сомнение прежние предположения о сложности и культурных практиках этих ранних сообществ, подчеркивая необходимость дальнейших исследований эволюции ритуального поведения человека.
Водитель Энтони Джошуа предстанет перед судом в Нигерии по обвинению в опасном вождении после смертельной аварии, в которой погибли два члена команды боксера. Инцидент подчеркивает критическую роль ответственных транспортных систем на основе ИИ и потенциальное влияние автономных транспортных средств на общество, особенно в отношении правил безопасности и их соблюдения.
Многочисленные источники новостей подтверждают, что индекс FTSE 100 достиг рекордной отметки в 10 000 пунктов в первый торговый день года, чему способствовали высокие показатели в горнодобывающей, оборонной и банковской отраслях. Этот рубеж представляет собой увеличение более чем на 21% по сравнению с предыдущим годом, что выгодно для инвесторов, хотя показатели индекса не являются прямым отражением экономики Великобритании.
Discussion
Join the conversation
Be the first to comment