讲座主题：从零开始设计酶
讲座时间：2023年9月27日（周三），14:00
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如果说DNA是生命的蓝图，那么酶就是实施指令的劳动者。酶是一种蛋白质，也是一种催化剂，可以改变化学反应的速率，帮助生物体进行各种化学反应，从而维持生命的正常运行。
图 | 酶设计示意图
(来源：Julius-Maximilians-Universität Würzburg)
在酶设计中，分子模拟与人工智能主要有以下应用：
预测酶结构
可以从氨基酸序列或已知结构出发，通过同源模建、分子对接、AI预测模型等方法，获得酶及其复合物的三维结构。这对于没有实验数据或实验困难的酶是非常有用的。
分析酶活性
分子动力学模拟可以通过计算底物与热点残基之间的键长、键角、二面角，以及底物与热点残基之间的相互作用能量等指标，来评估酶活性。基于深度学习的药靶亲和力模型也可根据输入的氨基酸序列和小分子结构，预测出结合能数值以评估酶活性。
优化酶稳定性
分子动力学模拟可以通过计算酶的热力学参数，以及研究酶的折叠、变性、聚集等动力学过程，来评估酶稳定性。也可以从酶的热力学或动力学数据出发，通过线性回归或决策树等方法构建机器学习模型，用以预测或优化酶稳定性。这对于改善酶的耐热、耐酸、耐盐等性能是非常有效的。
设计酶变异
通过比较不同氨基酸突变对酶结构和功能的影响，可以设计酶变异。有效提高酶活性或改变酶特异性。也可以从氨基酸突变和酶功能的数据出发，构建机器学习模型。
MaXFlow平台为融合了可视化页面和新一代工作流技术的一体化平台，助力药物研发机构实现由传统的实验驱动、理论驱动向数据驱动、智能模型驱动的创新模式的转变。
MaXFlow 界面图 | 酶蛋白结构构建页面
MaXFlow 界面图 | 酶蛋白同源模建工作流
MaXFlow可针对酶设计中的难点提供全面的解决方案。与传统模拟软件与AI算法相比，MaXFlow平台可大幅降低分子模拟与人工智能的使用门槛，助力科学家快速、准确获得目标分子结构及其相关性质。
