雪城大学（Syracuse University）Ivan V. Korendovych等研究人员通过使用核磁共振（Nuclear magnetic resonance (NMR)）指导蛋白定向进化，简化并高效了蛋白进化流程。在证明理念的实验中，研究人员基于NMR数据的指导，只通过三个突变便将没有酶活的肌红蛋白(myoglobin)进化为与与天然相关酶相当酶活的酶(1)。
该方法的基本原理是:一个蛋白要产生或者强化某种催化功能，其活性位点附近，或者远端其他相关位置(通过别构效应等发挥作用)必然需要某些氨基酸残基的“重构”，而这种“重构”可以用NMR在该蛋白与其催化的底物类似物（通常是竞争性抑制剂）结合时的蛋白骨架各位点化学环境的改变监测到。所以接下来重点对该过程中（蛋白与其底物类似物结合过程）化学环境改变的氨基酸残基及其邻近位点做饱和突变就可以高效定向进化(1)。
通过蛋白与底物类似物结合后发生化学环境变化的氨基酸残基信息高效指导蛋白进化(1)
该项工作2022年10月5日发表在nature；研究人员表示这种不需要蛋白结构信息以及复杂生信/计算生物学分析的简便蛋白进化的策略将加速蛋白定向进化研究(1)。
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理论上还可以针对“非结构区域”进化，虽然比较难，但是也是这种策略独到之处。
另外，结合在该策略蛋白进化过程中产生的大量蛋白构象与催化功能关联数据，有望进一步解析酶催化过程中的分子动力学机制。
参考文献：
1. S. Bhattacharya et al., NMR-guided directed evolution. Nature, 1–5 (2022).
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05278-9
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