摘要：第三卷Issue 4共计11篇文章，其中5篇属于“AI and Enzyme engineering”专栏文章。本期作者分别来自中国、日本、美国、澳大利亚等国家。
mLife · Volume 3 · Issue 4
于2024年12月31日正式出版
第三卷Issue 4共计11篇文章，其中5篇属于“AI and Enzyme engineering”专栏文章。本期作者分别来自中国、日本、美国、澳大利亚等国家。
专栏
AI and Enzyme Engineering
Review
▶ Protein engineering in the deep learning era
Bingxin Zhou, Yang Tan, Yutong Hu, Lirong Zheng, Bozitao Zhong, Liang Hong
上海交通大学洪亮教授团队梳理了蛋白质工程领域中常见的结合了深度学习算法的研究方向。文章全面介绍了基于序列和结构的蛋白质表征方法，以及适用于各种预测和生成任务的通用建模流程。此外还总结了常见任务和相关公开数据集，用于训练和评估模型表现，如突变体排序和蛋白质功能和性质预测等。
Original Research
▶Optimizing enzyme thermostability by combining multiple mutations using protein language model
Jiahao Bian, Pan Tan, Ting Nie, Liang Hong, Guang-Yu Yang
上海交通大学杨广宇研究员团队和洪亮教授团队共同提出一种AI辅助的酶热稳定性工程策略，高效组合多个有益单点突变。在肌酸酶进化中，两轮设计获50个卓越热稳定突变体，成功率100%，微调后的模型可以从数据集中有效捕捉组合突变体中的上位效应。
Method
▶NAC4ED: A high-throughput computational platform for the rational design of enzyme activity and substrate selectivity
Chuanxi Zhang, Yinghui Feng, Yiting Zhu, Lei Gong, Hao Wei, Lujia Zhang
华东师范大学张鲁嘉教授团队开发的在线平台NAC4ED，能绕过量子力学（QM）和 QM/MM 等复杂方法，利用近攻击构象关键参数表征催化机制，直接计算设计酶的突变活性和选择性，在确保精准计算的同时降低了时间成本。该平台含虚拟突变、对接、动力学模拟和评估分析四个模块，通过简化计算流程实现酶的高通量筛选，同时为人工智能设计提供了有效的关键计算参数。
▶HPClas: A data-driven approach for identifying halophilic proteins based on catBoost
Shantong Hu, Xiaoyu Wang, Zhikang Wang, Menghan Jiang, Shihui Wang, Wenya Wang, Jiangning Song, Guimin Zhang
北京化工大学张桂敏教授团队和澳大利亚蒙纳士大学宋江宁教授团队收集嗜盐菌分泌蛋白，通过catBoost在嗜盐蛋白数据集上进行了训练，开发了能准确识别嗜盐蛋白的预测模型，独立测试集准确率84.5%。数据集和源码已上传至https://github.com/Showmake2/HPClas。
Correspondence
▶GRAPE-WEB: An automated computational redesign web server for improving protein thermostability
Jinyuan Sun, Wenyu Shi, Zhihui Xing, Guomei Fan, Qinglan Sun, Linhuan Wu, Juncai Ma, Yinglu Cui, Bian Wu
中国科学院微生物研究所吴边研究员团队研发了用于蛋白质工程的GRAPE策略，以提升酶在各类应用中的稳定性。该策略将先进的计算方法与独特的聚类及贪心累积方法相结合，从而能用最少的实验工作量高效探究基因上位效应。为了让非专业人士也能使用这一策略，该团队推出了一个自动化且用户友好的网络服务器 GRAPE-WEB，用户无需大量生物信息学知识，就能实现对酶稳定突变的设计、检测与组合。GRAPE-WEB 性能强大且易于使用，为蛋白质热稳定性设计提供了全面且灵活的方法。
Opinion
▶ Photosynthesis by nonphotosynthetic microorganisms via semiconductor photocatalysis
Bo Wang, Liang Shi, Anhuai Lu
北京大学鲁安怀教授与中国科学院深圳先进技术研究院王博副研究员和中国地质大学（武汉）石良教授合作完成的文章探讨了“半人工光合作用”这一创新体系，探索地球矿物能源潜力并揭示天然矿物光催化性协同非光合微生物利用太阳能而实现光合作用的突破性进展，同时促进非光合微生物在固碳和高价值化学品绿色合成中的应用。
▶Phospholipase PlcH is involved in the secretion of cell wall glycoproteins and contributes to the host immune response of Aspergillus fumigatus
Jinbin Hao, Yin Guo, Hui Zhou, Haomiao Ouyang, Jinghua Yang, Wenxia Fang, Cheng Jin
中国科学院微生物研究所金城研究员团队在烟曲霉中发现了一种细胞壁糖蛋白分泌的新途径。磷脂酶PlcH释放特定GPI蛋白至细胞壁共价连接，维持细胞壁完整性。PlcH缺失会导致细胞壁缺陷，降低宿主炎症反应，且更容易被巨噬细胞杀伤。
▶Sodium dodecyl sulfate-coated silver nanoparticles accelerate antimicrobial potentials by targeting amphiphilic membranes
Xiuyan Jin, Na Peng, Aoran Cui, Yue Liu, Xianqi Peng, Linlin Huang, Abdelaziz Ed-Dra, Fang He, Yan Li, Shikuan Yang, Min Yue
中国科学院大学杭州高等研究院乐敏研究员团队和浙江大学杨士宽教授的文章基于电化学方法将十二烷基硫酸钠(SDS)包覆在银纳米颗粒(AgNPs)上，开展了该新材料抗菌机制的探究，发现SDS包覆的AgNPs能有效穿透细菌细胞膜，显著提高抗菌效果，并在小鼠模型中显示出良好的生物相容性和缓解沙门菌感染潜力。
Method
▶Measurement of optical density of microbes by multi-light path transmission method
Hongwei Wang, Carina M. Gu, Sujuan Xu, Hongfeng Wang, Xiaomin Zhao, Lichuan Gu
山东大学微生物技术国家重点实验室谷立川教授团队发现采用多光程动态加权法可以使比尔-朗伯定律在高浓度下仍然成立。基于这一原理开发的新型微生物浓度检测仪与配套耗材可将线性测量范围提高到OD600在10以上。
Correspondence
▶Genotype–microbiome–metabolome associations in early childhood and their link to BMI
Andrea Aparicio, Zheng Sun, Diane R. Gold, Jessica A. Lasky-Su, Augusto A. Litonjua, Scott T. Weiss, Kathleen Lee-Sarwar, Yang-Yu Liu
美国布里格姆妇科医院与哈佛医学院刘洋彧副教授和Kathleen Lee-Sarwar副教授团队的文章分析6个月至8岁儿童的VDAART数据发现，FHIT基因变异、BMI、肥胖相关微生物组特征及关键脂质/氨基酸间存在显著关联，表明基因型影响微生物组发育，或为儿童肥胖、胰岛素抵抗及2型糖尿病提供潜在生物标志物。
▶Bacterial abundance and diversity in 64–74 Ma subseafloor igneous basement from the Louisville Seamount Chain
Jason B. Sylvan, Benjamin J. Tully, Yuki Morono, Jeffrey C. Alt, Sharon L. Grim, Fumio Inagaki, Anthony A. P. Koppers, Katrina J. Edwards
美国加利福尼亚州洛杉矶南加州大学Jason B. Sylvan副教授团队的研究表明，在>65 Ma海底火成岩基底中确实存在微生物生命，这极大地扩展了已知存在微生物生命的海底生物圈的范围。
来源：科创中国
