华东师范大学张鲁嘉课题组在《Chemical Engineering Journal》发表创新研究，报告了利用AI-FRET 指导的突变体优化平台对酶Subtilisin进行工程改造，高效加速了酶工程改造进程。研究成果展示了结合AI与FRET快速检测平台的新方法，大幅提升了酶催化活性，且避免了传统合成方法中的危险化学品和有机溶剂，具有重要的绿色化学意义。
文章标题：“AI-FRET-guided engineering of subtilisin for green aqueous-phase amide bond formation with enhanced catalytic activity”
研究内容概述：
该研究报道了野生型 BPN’可在纯水溶液中直接催化羧酸与胺的缩合反应，无需使用有害且对环境不利的化学试剂。通过整合 AI 引导预测与 FRET 快速检测平台，加速了 BPN’的优化进程，在最少的实验周期内获得了催化活性显著提升的突变体。最终优化的突变体N155G/N218D/M222Q在催化活性上提高了753±14%，并扩展了底物范围，包括肽-非肽的结合，推动了肽合成的绿色可持续发展。
研究方法与创新点：
课题组采用了基于AI-FRET平台，结合分子动力学（MD）模拟，设计了一个高效的酶优化流程。在这个过程中，Subtilisin的多个突变体被筛选并验证，其中N155G/N218D/M222Q突变体展示了最高的催化活性。AI平台帮助高效预测和筛选突变体，大大减少了实验周期，提高了酶工程设计的效率。此外，FRET平台提供了快速检测反应活性的能力，优化了筛选过程。
学术与实际意义：
该研究提出了在无有机溶剂和危险化学品的条件下，通过水相催化肽酰胺键的合成，具有广泛的应用潜力，尤其在绿色化学、药物合成和生物大分子制备等领域。AI与FRET的结合不仅提高了催化效率，还为绿色化学的应用提供了新的思路。
课题组的研究成果为绿色酶催化技术的发展提供了重要的理论支持和实践经验，预计随着Subtilisin突变体的进一步优化，这项技术将为工业化肽合成提供重要的技术支持。
结语：
张鲁嘉课题组的研究突破了传统酶催化方法的限制，为肽合成提供了更加环保和高效的解决方案。此次研究成果的发布不仅展示了华东师范大学在催化酶研究领域的领先地位，也为全球绿色化学和生物医药领域的发展做出了重要贡献。
课题组将在未来继续推进酶催化的研究，致力于为绿色化学和可持续发展提供创新的解决方案。
