摘要：合成生物学以"工程化"为核心指导思想,自下而上开发生物技术来解决人类社会面临的重大挑战。蛋白质作为生命活动的直接执行者和合成生物学中关键的底层元件,对其定量认识和工程改造的能力直接影响合成生物学的上层建筑。通过蛋白质计算设计技术可实现功能空间跳跃,为合成生物学提供全新元件,使序列-结构-功能的研究从"格物致知"转化为"建物致知"的新范式。该文介绍了在蛋白质序列-结构-功能的预测和设计中采用的前沿技术和应用进展,讨论了蛋白质计算设计面临的科学挑战,并提出了应对挑战应优先发展的研究方向。

摘要：对CYP2C9酶与S-Warfarin复合物的晶体结构进行分子对接、分子动力学模拟、通道分析及结合自由能计算,发现原晶体结构中的结合模式为'亚稳态',提出了CYP2C9与S-Warfarin结合的可催化模式;比较了CYP2C9与S-和R-Warfarin结合的异同,确定了在结合过程中起重要作用的锚定氨基酸残基,尤其是位于活性位点区域的苯丙氨酸簇.在结合过程中这些残基通过芳香环的移动对稳定底物的结合模式起到至关重要的作用,阐明了该酶呈现相关底物选择性的原因.对于CYP2C9与底物对接模式及立体选择性的研究有助于在分子层面上理解特异性底物与酶的结合特点,为潜在的药物设计提供了合理可信的理论依据.

摘要：可数据化是现代生命科学研究,尤其是合成生物学的一项关键特性。酶作为生命体内催化生化反应的关键分子,其数据化对推动生命科学的基础研究和实际应用都有重要意义。当下商品化的酶大都来源于微生物,建立微生物酶资源数据库不仅可以为酶的分类提供标准参考,还可以指导新型催化元件的挖掘、改造与从头设计。本综述对国际上已有的酶资源数据库建设与发展作了简要介绍,并对基于数据库的微生物酶资源利用作出展望。

摘要：随着不可再生资源的日益减少以及化学催化所带来的环境污染问题的日益严重,应用低污染的生物催化技术改造或取代传统化工工艺已经成为可持续发展的研究热点。酶作为一种重要的生物催化剂,具有高效无污染、专一性较强等优点,在化工、医药等领域具有巨大的应用潜力和良好的发展前景。但由于新功能酶的开发速度较慢,使其应用受到严重限制。酶的理性设计是新酶发现的一个重要来源,随着计算机技术的发展,蛋白质结构预测方法和新功能酶计算设计策略得到迅猛的发展,已成为酶功能改造的有力工具和新的研究前沿。本文就蛋白质结构预测方法、新功能酶计算设计方法和策略以及未来发展趋势进行简要介绍和讨论。

摘要：塑料工业的发展在给人类社会带来方便的同时,也导致大量的废旧塑料垃圾不断产生,给全球生态系统带来了严重的负担。我国是塑料生产和消费大国,在塑料的研究和治理等方面都面临空前的国际舆论压力,近年来,我国相继推出一系列限塑禁塑政策,发展高效塑料降解策略已成为生态、环境、能源等领域发展的迫切需求。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是应用最广泛的合成聚酯之一,通过生物酶法对其回收是一种绿色理想的处理方法,为解决PET废弃污染提供新契机。近年来,不同来源的PET水解酶可分为来自嗜热微生物(放线菌和真菌)的嗜热降解酶和来自中温细菌的温和降解酶。这2种在不同温度下发挥高效PET降解能力的酶对于PET废弃塑料处理有着不同的优势。本文主要对可回收PET废物以及无法有效回收的微塑料的生物降解的研究现状进行梳理总结,重点阐述了PET降解酶设计改造策略和应用前景,以期为开发高效PET降解酶提供参考依据,为资源可持续发展和环境治理等重大问题提供资源储备。