2021年7月23日Science报道，美国斯坦福大学和加州大学的研究者结合微流体和无细胞蛋白质合成技术开发了一种名为高通量微流控酶动力学（High-Throughput Microfluidic Enzyme Kinetics，HT-MEK）的新技术，可以同时进行数千个酶实验，将多年的工作压缩至几周。该技术将极大提高对酶结构功能的认识，还能为药物研发、机器学习算法提供大量数据。
研究酶类的传统方法是利用基因工程，将错误引入细菌DNA，从而分析这些突变如何影响酶的作用，这种方法昂贵且费时，研究局限于酶的活性部位。HT-MEK结合了微流体技术和无细胞蛋白质合成技术，使用自动化程序在每个纳米级的腔室内合成一种变体，使科学家可以同时合成并研究一种酶的数千种变体。研究团队利用该平台研究了碱性磷酸酶PafA的1036个突变体，进行了超过67万次反应，并确定了超过5000个底物和抑制剂的动力学和物理参数。
图：HT-MEK和PafA概述|来源：Science
HT-MEK适用于任何具有直接或间接耦合荧光读数的酶，并以适中的成本快速提供对突变空间的深度和定量分析。在未来的应用中，HT-MEK可用于剖析潜在的进化轨迹，确定人类疾病相关等位基因变异的影响，加速变构靶向的药物开发。HT-MEK产生的大量数据也将有利于机器学习算法（如AlphaFold）的开发，帮助科学家对酶进行逆向工程并设计定制品种。
参考文献
Revealing enzyme functional architecture via high-throughput microfluidic enzyme kinetics识别二维码可预览原文↘
原文刊载于【中科院生物科技战略情报】公众号
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