Specifikusság és a dinamikus zár–kulcs modell
Az enzimek nagy fehérjék, amelyek képesek bizonyos molekulákat – szubsztrátokat – átalakítani. Fontos szempont, hogy ezek a szubsztrátok mennyire jól “illeszkednek” az enzimek úgynevezett zseb-régiójába: ezt nevezik specifikusságnak. Nem hagyható figyelmen kívül, hogy a hagyományos “zár–kulcs” hasonlat már rég túlhaladott, hiszen az enzim alakja is jelentősen változik, miközben a szubsztráttal kölcsönhatásba lép – a tudomány ezt “indukált illeszkedésnek” nevezi. Ráadásul egyes enzimek egyszerre többféle reakciót is katalizálhatnak, ami a kombinációk kiszámíthatóságát jelentősen megnehezíti.
Az MI és egy gigantikus adatbázis találkozása
A kutatók a korábbi modellek pontatlansága miatt úgy döntöttek, hogy összeállítanak egy jóval átfogóbb adatbázist, amelyben nemcsak az enzim szekvenciáját és szerkezetét rögzítik, hanem a szubsztrátkötések atom szintű részleteit is. Ehhez több millió dokkolásos szimulációt futtattak le különböző enzimosztályokkal, így óriási mennyiségű adathoz jutottak.
Lehengerlő eredmények és felhasználás
Ettől függetlenül fontos volt az is, hogy közvetlenül összehasonlítsák: az EZSpecificity-t a jelenleg piacvezető ESP modellel is tesztelték négy valósághű laboratóriumi szituációban. Minden esetben az MI-alapú EZSpecificity bizonyult jobbnak. Kiemelkedő példaként említik a halogenáz enzimek vizsgálatát 78 különböző szubsztráttal: az EZSpecificity itt 91,7%-os pontosságot ért el, míg az ESP csupán 58,3%-ot.
Hogyan működik és merre tovább?
A fejlesztők könnyen kezelhető felületet is létrehoztak: mindössze be kell írni a szubsztrátot és az enzim szekvenciáját, az MI pedig megmondja, várhatóan működik-e a párosítás. A jövőben a kutatócsoport szeretné előrejelezni az enzim szelektivitását is, illetve tovább kívánják finomítani a modellt még több laboratóriumi adat bevonásával.
Mindezek alapján megállapítható, hogy az EZSpecificity áttörést hozhat a célzott enzimfejlesztésben, legyen szó iparról vagy gyógyszerkutatásról. Ez az MI-eszköz minden eddiginél gyorsabb, pontosabb és szélesebb körben alkalmazható megoldást kínál az enzimtechnológia legösszetettebb problémáira.
