指导化学酶合成

IF 12.9 1区生物学 Q1 BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY

Nature chemical biology Pub Date : 2025-03-24 DOI:10.1038/s41589-025-01876-6

Gene Chong

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摘要

化学酶法将化学合成与酶促反应结合起来，在较温和的反应条件下进行，具有立体特异性和区域选择性的优势。然而，在不同的化学和生物反应之间转换可能需要分离和纯化步骤，这既耗时又昂贵。现在，Anand等人开发了一种名为minChemBio的计算合成规划工具，该工具提供了将这种过渡最小化的合成路线。为了建立minChemBio，该团队从USPTO数据库中收集了1808938个化学反应，从MetaNetX数据库中收集了57541个生物反应，删除了重复和错误注释的反应。为了进一步的数据处理，将每个反应定义为结构最相似的分子的转化，指定为主反应物和生成物，并给出反应ID。反应中的每个分子都有一个化学ID，它与反应ID一起用于导航反应路径的搜索空间。接下来，使用一种算法对溶液进行过滤，以最大限度地减少生物到化学、化学到生物和化学到化学反应转变的总数。最后，该团队实现了一个工具，dGpredictor，以评估热力学有利的反应。为了证明他们的方法的潜力，Anand等人使用minChemBio来指导化学酶合成生物塑料前体2,5-呋喃二羧酸，从廉价和丰富的起始分子葡萄糖。尽管其他计算工具可以提供解决方案，但它们需要启动比产品更昂贵的分子。然而，minChemBio目前还没有标记反应中的主要和次要产物，并且其性能受到错误注释和数据库中数据维护的影响。然而，尽管存在这些限制，minChemBio提供了一个优势，允许选择更便宜的前体分子，并最大限度地减少昂贵的反应转变，从而实现高效的化学酶合成。原始参考：ACS Synth。医学杂志。https://doi.org/10.1021/acssynbio.4c00692 (2025)

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Nature chemical biology 生物-生化与分子生物学

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期刊介绍： Nature Chemical Biology stands as an esteemed international monthly journal, offering a prominent platform for the chemical biology community to showcase top-tier original research and commentary. Operating at the crossroads of chemistry, biology, and related disciplines, chemical biology utilizes scientific ideas and approaches to comprehend and manipulate biological systems with molecular precision. The journal embraces contributions from the growing community of chemical biologists, encompassing insights from chemists applying principles and tools to biological inquiries and biologists striving to comprehend and control molecular-level biological processes. We prioritize studies unveiling significant conceptual or practical advancements in areas where chemistry and biology intersect, emphasizing basic research, especially those reporting novel chemical or biological tools and offering profound molecular-level insights into underlying biological mechanisms. Nature Chemical Biology also welcomes manuscripts describing applied molecular studies at the chemistry-biology interface due to the broad utility of chemical biology approaches in manipulating or engineering biological systems. Irrespective of scientific focus, we actively seek submissions that creatively blend chemistry and biology, particularly those providing substantial conceptual or methodological breakthroughs with the potential to open innovative research avenues. The journal maintains a robust and impartial review process, emphasizing thorough chemical and biological characterization.