今天对於化学所,和国际数学挑战研究院组员来说,具有著重要意义。
被整个数学界和化学界,共同关注的基石计划核心议题,酶催化反应的完全人工模擬与理性设计,终於迎来了活性测试实验。
儘管从构造底层模型,到筛选蛋白质设计,仅花费大半年时间,並未拉长研发周期。
但只因徐铭,让眾人不由自主涌现期待。
密切关注著测试结果。
上午九点。
科学院化学研究所,恆温实验室內,站著十几位人员。
均身穿实验服,脸上满是认真。
如果仔细观察的话,则会发现,人群中级別最低的,都属於所內研究员。
像助理研究员之类的博士,都没资格参与。
足可见重视程度。
“准备工作都已经完成了,隨时可以开始反应,另外如果本次活性测试失败,所里会立刻启动对另外12个设计序列的测试。”
周启深透过观察窗,看向里面那套,连接著自动取样和检测系统的反应装置。
嘴唇轻启对身旁的徐铭说话。
这套反应装置,数据会实时匯总到核心伺服器。
確保反应开始后,大屏幕上,能时刻看到曲线的变化。
但由於即將进行活性测试的设计序列,是徐铭二轮筛选后,留下的唯一存在。究竟最终结果如何,尚且没有比较明確的定论,所以化学所这边支持的同时,私下里还是做了准备。
若本次测试效果不理想,就依次对剩余的设计序列,也进行活性测试。
不可能直接全盘否定。
毕竟这13个设计序列,好歹通过了模型的筛选。
徐铭把周启深的话听进耳中,仅抬了抬眼皮,目光直视前方回答。
“我同意。”
轻飘飘吐出三个字。
他对周启深的全面考虑,並无什么异议。
相反,还很支持。
无论数学,亦或者化学,进行科学研究,都需保证严谨。
然而可惜的是,周启深的备用方案,只怕没机会使用上。
在进行二轮筛选时,当那些数据进入脑海中,相当於在脑海中,提前进行了一次大致推演。
从中洞察结果给出判断。
所以他对自己选出的设计序列,仅有著四个字。
成竹在胸。
相信今天的活性测试结果,肯定不会让他失望。
周启深闻言,紧接著便不再耽误时间,当即对操作台前的路川下达指令。
“开始进行活性测试。”
伴隨他话音落下的瞬间,不远处的路川微微点头,下秒按耐著激动亢奋的情绪,按下反应按键。
这个时候,现场所有人的心,也仿佛都牵动起来。
十多双目光,牢牢盯著屏幕中的曲线图。
待反应正式开始后,那条曲线立刻便发生变化。
或许是速度太快,让大家都没能反应过来,稍微有些傻眼。
“什么?”
它从一开始,便呈现出陡峭的上升趋势。反应进行到十分钟时,產物浓度达到一个可观数值。
到三十分钟,达到平台期时。
所计算出的催化常数让整个实验室陷入沉寂。
“k_cat……每秒105次转化。”负责数据分析的研究员路川,声音在颤抖。
他心中非常清楚,这个数据意味什么。
天然固氮酶:每秒3.3次。
先前化学研究所,最好的一轮测试结果,只有每秒0.5次。
然现在这个,被徐铭筛选確定的合成蛋白,达到了惊人的每秒105次。
这已经不是提升,而是真正的飞跃。
“成……成功了!”
周启深面色瞬间红润起来,双手因兴奋,紧握著攥拳,口中低喃出声,夹杂著一丝不可置信。
虽想到以徐铭过往项目的经歷,可能会创造新的奇蹟,首次测试就取得成果。
可如此迅速,依旧避免不了激动。
整个人的情绪难以控制。
甚至不单单是他,连带后面许逸阳等研究院组员,都满脸欣喜。
为屏幕中的曲线变化感到高兴。
作为国际数学挑战研究院,开院以来首个重点前沿议题,在別人都不看好的情况下,却仅用大半年时间便取得巨大突破。
已然能够想像,如果消息面向外界公布,会引起怎样大的风暴。
要知道和其他项目不同,酶催化应用前景范围广,具有著极高的价值。
除重塑化学工业模式,在製药上也是革命性的存在,比如为任意靶点蛋白,定製其特异性抑制剂或者稳定剂。
並实现绿色一步合成。
以及改善环境等。
届时必然会,引起全球性的疯狂。
而正当大家,已经快沉浸到这份喜悦中时,徐铭除微微上扬的嘴角有些笑容外,依旧保持著冷静。
下秒沉声开口吐出几个字。
“重复测试。”他的命令简短有力,“换用新纯化的蛋白样品,重复三次。”
话音刚落。
旁边的周启深也及时反应过来,忙对路川等人喊话。
“快。”
“按徐院说的,使用新纯化的蛋白样品,重复三次活性测试。”脸庞发现的神情多出些许尷尬。
他一个大半辈子,都奉献在化学上的科研人员,自然明白重复测试重要性。
这是必须具备的科学严谨。
结果因看到测试结果,整个人太过兴奋,愣是给忘了这一茬。
还被徐铭这位化学新人从旁提醒。
此刻路川也反应了过来,知道眼下还不是享受喜悦的时候,未做任何迟疑,立刻点头应声。
“好的。”
说著忙指挥身旁的同事,用最短时间更换新纯化的蛋白样品。
再次进行活性测试。
期间在这个过程中,现场所有人都紧密关注,被周围气氛感染下,仿佛快要屏住呼吸。
耐心等待最终的结果出炉。
就这样。
隨著时间一分一秒过去,活性测试不断重复进行。
哪怕过了中午吃饭的时间,都没有一个人离开,都生怕错过这歷史性一刻。
想要共同见证,困扰人类这么多年,號称现代化学绝症的难题,在这间实验室內迎来答案。
直到下午两点钟。
路川拿起最新列印出的,四次测试曲线分化对比数据报告。
他双手微微颤抖,转过来面向徐铭和周启深,在深吸一口气后郑重匯报。
“三次重复实验的结果完全一致,新蛋白催化效率,稳定在天然酶的30倍以上,並且反应体系中,副產物峰几乎看不到。”
“看不到?”周启深猛地瞪大眼睛。
快步来到路川跟前,接过报告文件,垂下目光仔细观察。
在天然酶反应中,副產物的比例通常在15%左右,当他看到真如路川说的那样,在新蛋白反应体系中几乎没有副產物峰,整个人再一次被喜悦笼罩。
“选择性……”周启深喃喃道:“它不只是更快,还更精准,几乎只生成目標產物。”
这一刻,情绪终於爆发。
实验室发出欢呼,大家拥抱鼓掌,有人甚至红了眼眶。
徐铭面对著眼前一幕,嘴角的微笑比刚才更多一些,他伸手接过,周启深递来的报告,视线落在上面查看完之后,仅是颇为镇定的丟下句话。
“还没到理论上限。”
轻飘飘的语气,似乎在讲一件,很微不足道的小事。
但传进其他人的耳朵,则瞳孔不亚於地震,仿佛自身多年的化学认知被再次改写。
倒是周启深立刻被吊起了胃口,闻言忙投来目光,迫不及待询问。
“真的还能做的更好?”
“根据我的判断,在现有框架下,催化常数最高可以达到,每秒300次左右,大约是天然酶的90倍。”
徐铭缓缓开口回答:“不过还需优化几个问题,比如產物释放速率,金属簇的周转稳定性。”
“每秒300次左右,我的天啊!”周启深倍感震撼。
单现在的活性测试数据,可以说一旦公布出去,都会引起全球性的轰动。
更不要说,在原有基础上,再次大幅度的拉升。
牛市的股票都没有这种涨幅。
不过周启深对此,则已是深信不疑。
当即接过话茬,跟在后面附和,並採取了一些措施。
“我们马上把蛋白样品送去冷冻电镜实验室,拼凑出蛋白的实际三维结构,进一步优化问题。”
隨著实验室里安静下来,所有人的神情都若有所思,大家都意识到,他们刚刚见证了一个新时代开端。
不是改进,不是模仿,而是真正意义上的创造。
按照数学蓝图,创造自然界从未进化出的,更优秀的生物催化剂。
更关键的是,这不仅仅是对某个特定酶的改良,可以说是掌握了,理性设计催化任何特定化学反应的人工酶的通用平台技术。
催化效率大於天然酶,稳定性几十倍提高,且可工业化量產。
——
接下来一两个月內,化学所的主要精力,全部投入到,对酶催化项目新蛋白的优化中。
至於国际数学挑战研究院这边,由於他们的任务都已完成,在具体的化学实验上,能插手的地方不多。
便开始转身投入新的议题研究。
倒是徐铭经常过来,亲自参与新蛋白的优化。
倒是徐铭经常过来,亲自参与新蛋白的优化。
除想早日看到最终成果外,还是获得化学以及数学学科经验值的机会,儘管都达到4级,数量很有限。
而在这段时间內,毫不夸张的讲,每次进行活性测试,都可以看到数值提高。
到最后已然接近,徐铭口中的每秒300次。
九月份。
大学新生终於完成报到,体验上为期两周的军训,在各大高校內,形成一道经典的风景线。
国际数学挑战研究院,还与箐华和燕大,以及金陵大学等高校,合作举行了活动,研究院成员到校內学院开设讲座。
甚至包括来自海外的顶尖数学家。
每次都座无虚席。
甚至连走道和外面窗户,都能看到大量的身影。
但遗憾的是,学生们未能听上徐铭的课。
好在大家都表示理解。
毕竟谁不知道,徐铭院士正全力攻坚酶催化议题,眼下这会儿肯定是忙的不可开交。
没时间回学校讲座,属於正常。
然他们无论如何都想像不到,此刻徐铭正在化学所办公室,同周启深和科学院院长余高远,商议如何正式向外界宣布这一消息。
如此重大的科研突破,今后甚至会成为国家,与国际谈判的重要筹码。
肯定要选择一个合適的方式,將影响最大化。
尤其还涉及到,数学界和化学界。
……
“我就知道,能让你大大方方公开的项目,对你肯定不会有太大难度。”
“果然。”
“这才大半年时间,就在酶催化议题上取得显著成果,完全是推动了人类文明的发展,只能说这次海外那些人又打错算盘嘍。”
余高远满面红光,听完化学所对酶催化项目的匯报,看向徐铭毫不吝嗇称讚。
对於徐铭这种隨时带来的惊喜,已然表示习惯。
“別说海外学界,连我都对这个成果不敢想,放眼全人类,也只有徐铭能做到。”周启深接过余高远的话茬跟在后面补充道。
发自內心的由衷惊嘆。
把两位长辈的夸奖悉数听进耳中,徐铭嘴角上扬,隨即轻咳两声主动转移话题。
谈论起正事。
“还是先討论下,关於项目成果的公布事宜吧。”
“徐铭说的对,这事要抓紧才行。”余高远闻言点点头附和。
周启深率先提议道:“要不由国际数学挑战研究院和化学所,联合召开新闻发布会,对外界公布。”
当他的话音落下,余高远没有立刻回復。
在略作思索后,开口讲出另外一个,认为可行的方案。
“月底联合国將召开可持续发展目標峰会,商討未来碳减排目標,届时会有很多国家领导人,以及相关科学专家出席参加。”
“我们这里也会设立分会场。”
“或许能在峰会上,现场演示酶催化的活性测试,实时同步各项反应数据。”
余高远讲到这里,来了个短暂停顿。
他將头扭向徐铭的位置,继续往下讲道:“阿美瑞肯国家科学院负责人,从事大气环境研究的赛瑟罗格院士好像也会参加。”
原本还没太大反应的徐铭,突然听到这个熟悉名字,顿时来了兴趣。
脸上浮现出一抹笑容,接著和余高远对视应声。
“我认为余院长的提议可行,这確实是很好的,让全世界见证新工业时代来临的机会。”