세린 가수분해효소의 전산 설계

복잡한 활성 부위를 가진 다단계 반응 효소 설계는 여전히 난제로 남아있습니다. 본 연구는 세린 가수분해효소를 모델 시스템으로 활용하여, RFdiffusion의 생성 능력과 앙상블 생성 방법을 결합해 반응의 각 단계에서 활성 부위의 사전 조직화를 평가했습니다. 이를 통해 최소한의 활성 부위 정보만으로 효소를 설계하는 새로운 접근법을 제시합니다. 실험적 특성 분석 결과, 설계된 효소는 최대 2.2 × 10^5 M^-1 s^-1의 촉매 효율(kcat/Km)을 보였습니다. 또한, 결정 구조는 설계 모델과 1 옹스트롬 미만의 Cα RMSD로 매우 유사하게 일치했습니다. 반응 경로 전반에 걸친 구조적 호환성 선별을 통해, 천연 세린 가수분해효소와는 다른 5가지 폴드를 가진 새로운 촉매를 발굴했습니다. 이는 촉매 작용의 기하학적 기반에 대한 통찰을 제공합니다. 본 드 노보(de novo) 설계 접근법은 다단계 변환을 촉매하는 효소 설계의 로드맵을 제시하며, 효소 공학 분야에 중요한 기여를 할 것으로 기대됩니다.