组合优化算法在酶功能设计中的应用

酶功能设计是指野生型酶如何通过基因突变得到具有特定功能的酶的过程,定点突变是改变酶功能的一种重要途径.从数学的观点看,基于定点突变的酶功能设计是一个NP难的组合优化问题.针对该问题,提出一种最优突变组合的预测模型.首先产生酶基因上每个活性位点的饱和突变模拟数据;然后根据位点间的独立性假设得到多个位点组合突变的作用效果;最后利用模拟退火和遗传算法求解最优的突变组合.仿真实验结果表明,遗传算法在求解该问题时具有更优越的性能.文中模型可为生物实验提供一定指导.

计算机辅助蛋白结构预测及酶的计算设计研究进展

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。