人造
金属酶的设计是一个具有挑战性,但最终具有很高回报的目标,因为它有可能获得从新到自然的反应。主要挑战之一是确定具有催化活性的底物-
金属辅因子-主体几何形状。用于体内将非标准
金属结合
氨基酸掺入蛋白质的扩展遗传密码方法的出现,解决了这一挑战的一个重要方面:建立稳定,定义明确的
金属结合位点。在这里,我们报道了一种基于转录阻遏物乳球菌多药抗性调节剂(LmrR)设计的人工
金属
水合酶,其中使用非规范性
氨基酸(
2,2'-联吡啶-5基)丙
氨酸结合催化性Cu(II) 离子。从一组经验先决条件开始,结合了聚类模型计算(QM),蛋白质-
配体对接和分子动力学模拟,提出了
金属
水合酶变体,并进行了实验验证。在计算预测和实验观察到的催化结果之间观察到的一致性证明了本文介绍的人工
金属酶设计方法的强大功能。