الأبحاث المرتبطة بالكلمة المفتاحية: هندسة البروتين
-
منصة عامة لهندسة الإنزيمات المستقلة المدعومة بالذكاء الاصطناعي
2025 | المؤلف: Nilmani Singh وآخرون | المجلة: Nature Communications | المجال: علم الأحياء الجزيئي (Molecular Biology)تقدم البحث منصة جديدة لهندسة الإنزيمات بشكل مستقل تستفيد من التعلم الآلي ونماذج اللغة الكبيرة، مدمجة مع أتمتة البيوفوندري. تهدف هذه النظام إلى تبسيط عملية هندسة البروتين، التي كانت تقليديًا تعاني من الحاجة إلى خبرة وتدخل بشري. من خلال الحاجة فقط إلى تسلسل بروتين مدخل ومقياس لياقة قابل للقياس، تُظهر المنصة تنوعها عبر بروتينات مختلفة.…
-
التصميم الحسابي الكامل لإنزيمات إزالة كيمب عالية الكفاءة
2025 | المؤلف: Dina Listov وآخرون | المجلة: Nature | المجال: كيمياء المواد (Materials Chemistry)تقدم البحث سير عمل حسابي جديد لتصميم إنزيمات فعالة، تستهدف بشكل خاص طيات TIM-barrel، التي واجهت تقليديًا تحديات في تحقيق معدلات تحفيزية مقارنة بالإنزيمات الطبيعية. كانت التصاميم الحسابية السابقة تتطلب تحسينات تجريبية واسعة، مما أدى إلى كفاءات تحفيزية منخفضة. يُبلغ المؤلفون عن التصميم الناجح لثلاثة إنزيمات كيمب مع كفاءات تتجاوز 2,000 M\(^{-1}\)s\(^{-1}\)، حيث أظهر المتغير…
-
تصميم البروتين الموجه بالتطور لـ IscB من أجل تحرير الجينوم المستمر في الجسم الحي
2025 | المؤلف: Soumya Kannan وآخرون | المجلة: Nature Biotechnology | المجال: علم الأحياء الجزيئي (Molecular Biology)تشير الأبحاث إلى أن الطفرات النقطية تؤثر عادةً على قوة ارتباط البروتينات بالحمض النووي، ومع ذلك لا تغير بشكل كبير من الارتباط التفاضلي بين تسلسلات الحمض النووي المستهدفة وغير المستهدفة. تشير هذه النتيجة إلى أنه بينما يمكن أن تؤثر الطفرات على قوة تفاعلات الارتباط، فإن خصوصية الارتباط تظل مستقرة نسبيًا. هذه الرؤى ضرورية لفهم آليات…
-
اكتشاف الإنزيمات القوية والهندسة باستخدام التعلم العميق مع CataPro
2025 | المؤلف: Zechen Wang وآخرون | المجلة: Nature Communications | المجال: النظرية الحسابية والرياضيات (Computational Theory and Mathematics)تسلط الأبحاث الضوء على أهمية التنبؤ بدقة بمعلمات الحركية الإنزيمية لاستكشاف الإنزيمات وتعديلها، مع معالجة القيود التي تعاني منها النماذج الحالية التي غالبًا ما تعاني من انخفاض الدقة أو الإفراط في التخصيص. يقدم المؤلفون نموذج تعلم عميق جديد، CataPro، الذي يستخدم نماذج مدربة مسبقًا وبصمات جزيئية للتنبؤ بالمعلمات الرئيسية مثل عدد الدوران ($k_{cat}$)، وثابت ميكاليز…
-
دمج نماذج لغة البروتين والمصنع الحيوي التلقائي لتعزيز تطور البروتين
2025 | المؤلف: Qiang Zhang وآخرون | المجلة: Nature Communications | المجال: علم الأحياء الجزيئي (Molecular Biology)تقدم الدراسة نهجًا جديدًا في هندسة البروتينات يدمج التعلم الآلي وتقنيات البيوفوندري الآلية لتعزيز عملية التطور الموجه التقليدية. من خلال استخدام نموذج لغة البروتين ESM-2، طور الباحثون منصة تطور تلقائية تعمل ضمن نظام حلقة مغلقة، مما يسهل دورة التصميم-البناء-الاختبار-التعلم. تبدأ هذه النظام عملية التطور من خلال إجراء توقعات بدون عينة لـ 96 نوعًا من البروتينات،…
-
خريطة المشهد البيوكيميائي للروبيسكو
2025 | المؤلف: Noam Prywes وآخرون | المجلة: Nature | المجال: علم الأحياء الجزيئي (Molecular Biology)روبيسكو، الإنزيم الأساسي لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الحيوي، يظهر حركيات بطيئة ويقدم تحديات لتحسينات الهندسة بسبب معاييره البيوكيميائية المعقدة. تقدم هذه الدراسة اختبارًا متوازيًا ضخمًا باستخدام سلالة مهندسة من *Escherichia coli* لاستكشاف منهجي لمشهد التسلسل-الوظيفة للروبيسكو من *Rhodospirillum rubrum*. من خلال تقييم أكثر من 99% من الطفرات أحادية الأحماض الأمينية تحت تركيزات مختلفة من…
-
الهندسة المتسارعة للإنزيمات بواسطة التعبير الخالي من الخلايا الموجه بتعلم الآلة
2025 | المؤلف: Grant M. Landwehr وآخرون | المجلة: Nature Communications | المجال: علم الأحياء الجزيئي (Molecular Biology)تقدم ورقة البحث منصة جديدة موجهة بواسطة التعلم الآلي (ML) تهدف إلى التغلب على قيود هندسة الإنزيم التقليدية، خاصة في توليد مجموعات بيانات واسعة من علاقات التسلسل-الوظيفة للتصميم التنبؤي. تدمج هذه المنصة تجميع الحمض النووي الخالي من الخلايا، والتعبير الجيني الخالي من الخلايا، والاختبارات الوظيفية لرسم خرائط فعالة لمشاهد اللياقة عبر مساحة تسلسل البروتين، مما…
-
اختبار مصيدة المعادن وتحسين المخططات لتصميم تميؤ البروتينات الخلوية بعناصر مختلفة
2025 | المؤلف: Sophie E. Clough وآخرون | المجلة: Nature Communications | المجال: التغذية وعلم الحميات (Nutrition and Dietetics)تناقش هذه القسم التحديات المرتبطة بفهم كيفية اكتساب البروتينات للمعادن المحددة داخل الخلايا، مع التركيز بشكل خاص على ظاهرة التمثيل الخاطئ للمعادن بسبب عدم التوافق بين تفضيلات المعادن للبروتين وتوافر المعادن داخل الخلايا. تستخدم الدراسة كوبين المنغنيز (Mn II) من البكتيريا الزرقاء، MncA، كنموذج للتحقيق في توقعات التمثيل المعدني. من خلال إعادة طي MncA في…
-
تخصيص الإنزيمات الصناعية لاستقرار الحرارة وتطور النشاط من خلال استراتيجية iCASE المعتمدة على التعلم الآلي
2025 | المؤلف: Nan Zheng وآخرون | المجلة: Nature Communications | المجال: علم الأحياء الجزيئي (Molecular Biology)في هذا القسم، يتم تقديم الأهمية الإحصائية لمختلف الطفرات من خلال قيم p الخاصة بها، مما يشير إلى احتمال ملاحظة النتائج تحت فرضية العدم. ومن الجدير بالذكر أن الطفرات مثل H47L و M49E و M49L تظهر قيم p ذات دلالة إحصائية عالية (على سبيل المثال، $p < 0.001$)، مما يشير إلى ارتباط قوي مع النمط…
-
هندسة عقلانية للنوكليازات ذات المناعة الدنيا للعلاج الجيني
2025 | المؤلف: Rumya Raghavan وآخرون | المجلة: Nature Communications | المجال: علم الأحياء الجزيئي (Molecular Biology)قسم “الطرق” يوضح الأساليب التجريبية والتحليلية المستخدمة في الدراسة. يتناول تصميم التجارب، بما في ذلك اختيار المواد، إعداد العينات، والبروتوكولات المحددة المتبعة لضمان القابلية للتكرار. كما يتم وصف الأساليب الإحصائية المستخدمة في تحليل البيانات، مع تسليط الضوء على التقنيات المستخدمة لتقييم الأهمية والمعايير المستخدمة لتفسير النتائج. بالإضافة إلى ذلك، قد يتضمن القسم معلومات عن النماذج…