طراحی جدید فوتوکاتالیست های متالوآنزیمی مصنوعی انانتیو انتخابی

توانایی ایجاد داربست‌های پروتئینی که به کاتالیزورهای فلزی ساده و در دسترس انانتیو انتخاب می‌دهند، می‌تواند چشم‌انداز کاتالیز نامتقارن را دوباره تعریف کند. متالوآنزیم‌های مصنوعی (ArMs)، کاتالیزورهای ترکیبی که یک کوفاکتور فلزی مصنوعی را با داربست پروتئینی ترکیب می‌کنند، ابزاری بالقوه برای دستیابی به این هدف ارائه می‌کنند، اما کشف داربست با رویکردهای آزمون و خطا و محدودیت‌های عملکردی پروتئین‌های موجود محدود شده است.

1-5 این چالش برای فوتوکاتالیست های پلی پیریدین فلزی، که به طور گسترده در شیمی نور مرئی استفاده می شوند، اما فوتوکاتالیز بسیار انانتیو انتخابی را در داربست های پروتئینی فعال نکرده اند، حاد است. در این مطالعه، ما نشان می‌دهیم که طراحی پروتئین مولد 6-8 می‌تواند داربست‌های جدیدی ایجاد کند که به طور انتخابی این فوتوکاتالیست‌ها را به هم متصل می‌کنند و تکامل هدایت‌شده، متالوآنزیم‌های مصنوعی حاصل را به فوتوکاتالیست‌های کارآمد و بسیار انانتیو انتخابی تبدیل می‌کند.

پروتئین‌های تکامل‌یافته از واکنش‌های نور محور، گردش کاتالیزور بالا و بازیافت کاتالیزور پشتیبانی می‌کنند و می‌توانند با کمپلکس‌های فلزی راسمیک تجاری موجود عمل کنند. مطالعات طیف‌سنجی نشان می‌دهد که محیط پروتئین طول عمر حالت برانگیخته فوتوکاتالیست را افزایش می‌دهد و بستر را در نزدیکی کوفاکتور سازمان‌دهی می‌کند، انتقال انرژی را تغییر می‌دهد و گزینش‌پذیری را کنترل می‌کند.

این یافته‌ها طراحی پروتئین de novo را به‌عنوان مسیری به داربست‌های کاربردی برای مجتمع‌های فلزی مصنوعی که فاقد شرکای پروتئین طبیعی هستند، ایجاد می‌کند و یک استراتژی برای ترکیب طراحی پروتئین و تکامل برای کنترل شیمی کاتالیزوری غیرطبیعی ارائه می‌کند.

این یک پیش نمایش از محتوای اشتراک است که از طریق موسسه شما دسترسی دارد

به Nature و 54 مجله Nature Portfolio دیگر دسترسی داشته باشید

Nature+ را دریافت کنید، بهترین اشتراک دسترسی آنلاین ما

قیمت‌ها ممکن است مشمول مالیات‌های محلی باشد که در هنگام تسویه حساب محاسبه می‌شود

این نویسندگان به طور مساوی مشارکت داشتند: ساندیپ میشرا، پایال، دکلان ایوانز

گروه شیمی، دانشگاه ایندیانا، بلومینگتون، IN، ایالات متحده آمریکا

سندیپ میشرا، پایال، کینگزلی بورتی، حسین بوتوالا، ریکاردو خاویر وازکز و جرد سی لوئیس

گروه بیوشیمی، دانشگاه واشنگتن، سیاتل، WA، ایالات متحده آمریکا

موسسه طراحی پروتئین، دانشگاه واشنگتن، سیاتل، WA، ایالات متحده آمریکا

گروه بیوشیمی مولکولی و سلولی، دانشگاه ایندیانا، بلومینگتون، IN، ایالات متحده آمریکا

موسسه پزشکی هوارد هیوز، دانشگاه واشنگتن، سیاتل، WA، ایالات متحده آمریکا

این فایل اطلاعات تکمیلی شامل بخش های زیر است: I. شکل ها و جداول تکمیلی. II. فرآیند طراحی داربست؛ III. اطلاعات توالی و آغازگرها. IV. خصوصیات بیوفیزیکی و فوتوفیزیکی Arms. V. پروتکل های تبدیل زیستی. VI. غربالگری کتابخانه آنزیم; VII. کروماتوگرام های UPLC و منحنی های استاندارد برای انتخاب انانتیو. هشتم. رویه های مصنوعی؛ IX تصدیق آماده سازی شکل; و X. مراجع.

Mishra, S., Payal, Evans, D. et al. طراحی جدید فوتوکاتالیست های متالوآنزیمی مصنوعی انانتیو انتخابی. طبیعت (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-11317-6

DOI : https://doi.org/10.1038/s41586-026-11317-6

هر کسی که پیوند زیر را با او به اشتراک بگذارید، می‌تواند این محتوا را بخواند:

با عرض پوزش، پیوند قابل اشتراک گذاری در حال حاضر برای این مقاله موجود نیست.

ارائه شده توسط Springer Nature SharedIt ابتکار اشتراک محتوا