第285章 這還是化學問題嗎
「我們接下來需要做的事很明確，根據這組模型輸出的數學約束條件，逆向設計出全新的蛋白質骨架。」
徐銘站在主講位置，身後的屏幕中，顯示出多尺度動態計算模型，通過超級計算機不間斷演算一個月，最終輸出的理想活性口袋約束條件。
現場眾人中，國際數學挑戰研究院議題組員，因為早已經看到過這項約束條件。
神情上並無多少變化。
反觀化學研究所這邊，包括周啟深院士在內，大家都下意識微皺眉頭。
儘管他們在極紫外光刻膠後，都願意相信徐銘。
認為酶催化，並非現代化學的絕症，是能夠將其成功解決的。
但看到屏幕上面，那一系列拓撲描述符，與靜電勢等高線圖和氫鍵網絡連接矩陣，以及用張量表示的金屬配位場參數條件。
儼然已經超出了化學表達範圍。
「這真的還是化學問題嗎？」坐在化學所中間的路川忍不住低喃一句。
仿佛對構建全新蛋白質結構的難度有了一個認知。
顯然並非一件容易的事。
徐銘講述時，也在注意著大家的表現，前腳話音落下未做停頓，便又用化學語言對約束條件進行講解。
「周院。」
「根據模型輸出的約束條件，需要一個大約150個胺基酸的小蛋白，它要能在水溶液中穩定摺疊，核心有一個直徑0.8納米的疏水口袋。」
「口袋內壁的靜電勢梯度必須滿足這個函數。」
講到這裡，徐銘快速切換畫面。
下秒一條複雜的曲線出現。
「在坐標x=0.2納米處，電勢要為-15毫伏；x=0.5納米處，轉為+8毫伏；
「口袋最深處金屬簇的結合位點，電勢必須接近零。」
隨著他的講解，周啟深等人陷入思考狀，目光牢牢注視著屏幕滿臉認真。
而就在這時，路川嘴唇微動，略作猶豫還是選擇了主動開口搭話。
「徐院長。」
「天然固氮酶的活性口袋，似乎並沒有這麼精確的靜電梯度？」
說出自己心中的疑問。
徐銘把這句話聽進耳中，頓時投去一個欣慰眼神。
接著嘴角爬上笑容，沉聲給予回答。
「因為天然酶不需要。」
「我們的動態計算模擬顯示，二氧化碳分子在進入活性口袋時，其碳氧鍵的極化程度會隨著位置變化。」
「這個靜電梯度是為了在特定位置『拉伸』碳氧鍵，降低其斷裂能壘。」
「我明白了。」路川猛地點頭回答。
眼中浮現出，從徐銘這裡學到新東西的欣喜。
會議進行到這裡，相關流程和方案，基本算是初步確定下來。
對此徐銘和周啟深也沒過多耽擱時間，隨即宣布散會後便立刻開始投入實驗。
只等化學所根據這些數學約束條件，創造出物理世界中的對應物。
……
之後兩周時間裡，化學所的蛋白質設計實驗室，變成了一個數據與靈感交織的戰場。
數台高性能工作站日夜運行，使用蛋白質設計軟體進行反向工程，將多尺度動態計算模型的約束條件，轉化為胺基酸序列。
「第135號設計，骨架拓撲滿足要求，但分子動力學模擬顯示，在第58位穀氨酸處會形成一個意外的鹽橋，干擾靜電梯度。」
「更換它，同時檢查β轉角是否還能維持。」
類似的對話在實驗室每個角落發生，設計過程就像一個多維拼圖，改動一個胺基酸，就可能會影響二級結構穩定性和表面親水性，以及金屬配位幾何底物通道寬度。
所有變量都相互耦合。
當然在所有人的共同努力下，成果也是斐然，累計設計最終超過了兩千個。
6月19日，周三。
本月話題熱度最高的高考，已然徹底結束，無數考生終於能享受難得的愜意。
整個人徹底放鬆下來。
安心等待幾天後，考試分數出爐。
不過當視線轉到化學所，蛋白質設計實驗室內，縱使到了後半夜，依舊能看到很多忙碌的身影。
周啟深從家中來到實驗室，還沒走進去，便剛好在門口碰到了自己學生路川。
那明顯的黑眼圈，和打著哈欠的樣子，顯然這幾天沒少在實驗室熬夜。
「怎麼還沒有回去休息，這都多晚了？」
見此周啟深率先開口關心。
雖說酶催化項目，如今關係到多個方面，有著不得不將其徹底攻克的理由。
但畢竟身體是革命的本錢，必須要有所重視。
聽到熟悉的聲音，路川下意識抬起視線，看到視野中的身影眼睛頓時放大幾分。
脫口詢問道：「老師，你怎麼現在過來了？」
「翻來覆去睡不著，索性來實驗室看看。」周啟深接過話茬跟在後面解釋。
他身為化學所院士，酶催化項目的代表人，又是主動與國際數學挑戰研究院建立的合作，儘管對徐銘抱有著百分之一百的信任，可身上湧現的壓力卻無法避免。
在沒有正式看到結果出爐前，想舒舒服服的睡覺只怕不太可能。
周啟深又詢問道：「徐院還在裡面嗎？」
「嗯。」
路川點了點頭，可能是想到了什麼，嘴角浮現出一抹哭笑不得的尷尬。
第二次同徐銘一起研發項目，讓他對徐銘的超絕自律又有了新理解。
除比在場每一個人更加能熬外，關鍵精神還很少。
加上超強的天賦和效率，無形中也給其他人帶來了不少壓迫感。
畢竟連堂堂的國家柱石天才，都還在努力工作，別人哪裡好意思去休息。
也只有像周啟深這樣上年紀的科研人員，才不得不回家及時補充精神。
顯然周啟深對這種情況，早已是見怪不怪。
抬手在對方肩膀上輕拍了下，然後轉身推開實驗室的房門朝裡面走去。
人群中他很快鎖定徐銘，近前後主動搭話。
「現在我總算是知道，你哪來那麼多時間，能去研究幾門學科知識。」
「光眼下這份狀態，簡直比高中生還強。」
「我看全世界都找不出第二個。」
徐銘注意到來人，暫時停下手上動作，嘴角掛著淡淡笑容接過話茬。
您收到了一個新的章節更新：《第285章 這還是化學問題嗎》，閱讀連結。
「可能是我經常鍛鍊的緣故吧。」
「精神比較好。」
「另外我也想早點，把酶催化項目結題，實現工業革命的重塑。」
在深度睡眠等各項能力加持下，讓他相比較其他人有更多的學習時間，且把自律當成了一種正向反饋。
所以加班到這個時候，完全再正常不過。
至於其他人，也就只能在心裡崇拜。
把徐銘的話悉數聽進耳中，周啟深不由心中一動，下意識試探性詢問了句。
「關於蛋白質結構的初步設計，進行的怎麼辦了？」
「截止今天晚上，我們已經積累了兩千個初步設計，且目前和超算中心方面取得了聯繫，從明天開始就會正式開展第一輪篩選。」
徐銘沉聲講述道：
「藉助超級計算機的算力，能省去大量時間。」
在這高達兩千個初步設計方案中，其中絕大部分都無法得到想要的蛋白質結構。
如果單靠人力進行實驗來試錯，那麼無論科研經費還是研發周期，都會出現一個恐怖的數倍增長。
但藉助超級計算機和多尺度動態計算模型，則可以快速篩選掉一大部分設計。
然後再通過他對結果洞察，確定最符合學術條件的方案去具體實驗，若一切過程順利的話，那麼用不了多長時間就能得到理想蛋白質結構。
成功合成需要的人工酶。
感受著徐銘語氣中散發出的自信和胸有成竹，周啟深也不由得鬆了口氣。
身上自己給自己的壓力，頓時減輕許多。
「看來今晚我是來對了，真讓人期待啊！」周啟深臉上堆出燦爛笑容。
翌日。
徐銘同全體議題組員，接入超算中心會議室，把初步設計方案序列，輸入到模型的快速評估模塊。
「序列正在輸入。」
「篩選標準為，摺疊自由能低於-8.0千卡每摩爾，金屬簇結合能預測值低於-12.0，底物結合通道在分子模擬中至少保持開放10納秒。」
「計算開始。」
房間內兩地同步播報聲音響起，兩千個設計被轉化為數學模型。
在數字宇宙中經歷嚴酷的演化壓力。
有些序列理論上根本無法摺疊；有些能摺疊，但形成的口袋形狀偏離要求；有些雖能結合金屬簇，但靜電梯度完全錯誤。
伴隨著一個個設計被篩選出局，留下可行性最高的極少部分方案。
整個快速篩選共持續了十二個小時。
眾人一直待到了晚上九點，終於拿到篩選結果。
「徐院。」
「根據報告顯示，在所有設計中，有13個在100納秒模擬中保持了結構完整性。」
「金屬簇穩定結合，底物通道保持開放。」
路川強忍著心中劇烈的情緒波動，當著全體組員的面向徐銘匯報，關於超級計算機對設計的篩選結果。
在這13個通過篩選的設計中，很有可能就存在，實現酶催化所需的全新蛋白質結構。
關鍵僅用了半個多月時間，就走到了這一步，放到以前他參與項目時，可以說連想都不敢想。
偏偏徐銘將其變成了現實。
當然他非常清楚，之所以能快速篩選，要歸功於徐銘除數學和化學之外的信息算法水平，否則換成別人想把這些設計從兩千篩選到十幾個，花費幾年時間在數學界都是件很正常不過的事情。
甚至最終還得不到一個好的結果。
對於這份報告，周啟深同樣喜不勝收，下秒接過報告激動的搭話。
「可以開始合成了。」
「十三個序列，依次做密碼子優化，合成基因，構建表達載體。」
然就在他話音落下的同時，卻見位於主座的徐銘搖了搖頭提出不同意見。
「還是太慢了，要做二輪篩選。」
「二輪篩選？」周啟深眼神中流露出驚訝。
在他看來只是對十三個設計合成，所需花費的時間和實驗次數是能夠接受的，只要其中有一個設計，能通過最終的催化反應實驗，那麼便代表這項現代化學絕症，被徹底解決治療好。
結果徐銘則表示，還要在十三個設計基礎上，再次進行新一輪篩選。
徐銘口中的第二輪篩選，自然是由他來執行。
最好通過結果洞察，確認可行性最高的那個，直接省掉後面的合成。
念頭停留在這裡，徐銘也沒賣關子，直接用輕描淡寫的語氣進行回答。
「我會親自動手展開二輪篩選，給我幾天時間。」
「那好吧。」周啟深想了想果斷答應下來。
反正酶催化的研究，進展到這裡，已然能稱得上是無比高效。
多等上幾天並無影響。
不過他也沒指望，僅一次就可以成功，默默在心裡做出了依舊全部進行合成實驗的決定。
徐銘並未去研究其他人的想法，拿到那13個設計後便開始分析起來。
而結果正如他想的那樣，花費幾天時間後，他順利確認了一個可行性最高的設計。
並認為絕對能徹底攻克酶催化。
當把這唯一的一個設計，拿到周啟深面前時，對方震驚的嘴巴能塞進拳頭。
「你第二輪篩選，竟然否定了十二個設計？」
「是的。」
徐銘點點頭：「讓實驗室準備合成實驗吧，我相信我的判斷。」
「我明白了。」周啟深短暫怔神後快速反應過來，沒有在這件事上過多糾結。
接著立刻召集路川等化學所成員，針對徐銘最後篩選出來的設計方案，開始進行合成構建表達載體。
雖然大家心裏面實在難以置信，單純人力能把超算篩選後的設計再次篩選到僅剩下一個。
但工作起來卻絲毫不馬虎。
直接由周啟深和研究員組建的豪華團隊，親手負責起實驗室內的PCR儀和電泳槽等。
凝膠成像系統更是晝夜不停。
三天後。
基因順利完成合成，測序確認無誤。
表達載體構建，蛋白表達純化，所有步驟都在一周時間內完成。
進入七月份。
讓化學研究所和國際數學挑戰研究院，最激動和期待的時刻終於到來，即要對這項目標蛋白進行反應測試。
確定是否能達到預期催化效果，在如此短的時間內攻克酶催化。
千越南秋筆下的世界，盡在《這個學霸過於自律》。
徐銘站在主講位置，身後的屏幕中，顯示出多尺度動態計算模型，通過超級計算機不間斷演算一個月，最終輸出的理想活性口袋約束條件。
現場眾人中，國際數學挑戰研究院議題組員，因為早已經看到過這項約束條件。
神情上並無多少變化。
反觀化學研究所這邊，包括周啟深院士在內，大家都下意識微皺眉頭。
儘管他們在極紫外光刻膠後，都願意相信徐銘。
認為酶催化，並非現代化學的絕症，是能夠將其成功解決的。
但看到屏幕上面，那一系列拓撲描述符，與靜電勢等高線圖和氫鍵網絡連接矩陣，以及用張量表示的金屬配位場參數條件。
儼然已經超出了化學表達範圍。
「這真的還是化學問題嗎？」坐在化學所中間的路川忍不住低喃一句。
仿佛對構建全新蛋白質結構的難度有了一個認知。
顯然並非一件容易的事。
徐銘講述時，也在注意著大家的表現，前腳話音落下未做停頓，便又用化學語言對約束條件進行講解。
「周院。」
「根據模型輸出的約束條件，需要一個大約150個胺基酸的小蛋白，它要能在水溶液中穩定摺疊，核心有一個直徑0.8納米的疏水口袋。」
「口袋內壁的靜電勢梯度必須滿足這個函數。」
講到這裡，徐銘快速切換畫面。
下秒一條複雜的曲線出現。
「在坐標x=0.2納米處，電勢要為-15毫伏；x=0.5納米處，轉為+8毫伏；
「口袋最深處金屬簇的結合位點，電勢必須接近零。」
隨著他的講解，周啟深等人陷入思考狀，目光牢牢注視著屏幕滿臉認真。
而就在這時，路川嘴唇微動，略作猶豫還是選擇了主動開口搭話。
「徐院長。」
「天然固氮酶的活性口袋，似乎並沒有這麼精確的靜電梯度？」
說出自己心中的疑問。
徐銘把這句話聽進耳中，頓時投去一個欣慰眼神。
接著嘴角爬上笑容，沉聲給予回答。
「因為天然酶不需要。」
「我們的動態計算模擬顯示，二氧化碳分子在進入活性口袋時，其碳氧鍵的極化程度會隨著位置變化。」
「這個靜電梯度是為了在特定位置『拉伸』碳氧鍵，降低其斷裂能壘。」
「我明白了。」路川猛地點頭回答。
眼中浮現出，從徐銘這裡學到新東西的欣喜。
會議進行到這裡，相關流程和方案，基本算是初步確定下來。
對此徐銘和周啟深也沒過多耽擱時間，隨即宣布散會後便立刻開始投入實驗。
只等化學所根據這些數學約束條件，創造出物理世界中的對應物。
……
之後兩周時間裡，化學所的蛋白質設計實驗室，變成了一個數據與靈感交織的戰場。
數台高性能工作站日夜運行，使用蛋白質設計軟體進行反向工程，將多尺度動態計算模型的約束條件，轉化為胺基酸序列。
「第135號設計，骨架拓撲滿足要求，但分子動力學模擬顯示，在第58位穀氨酸處會形成一個意外的鹽橋，干擾靜電梯度。」
「更換它，同時檢查β轉角是否還能維持。」
類似的對話在實驗室每個角落發生，設計過程就像一個多維拼圖，改動一個胺基酸，就可能會影響二級結構穩定性和表面親水性，以及金屬配位幾何底物通道寬度。
所有變量都相互耦合。
當然在所有人的共同努力下，成果也是斐然，累計設計最終超過了兩千個。
6月19日，周三。
本月話題熱度最高的高考，已然徹底結束，無數考生終於能享受難得的愜意。
整個人徹底放鬆下來。
安心等待幾天後，考試分數出爐。
不過當視線轉到化學所，蛋白質設計實驗室內，縱使到了後半夜，依舊能看到很多忙碌的身影。
周啟深從家中來到實驗室，還沒走進去，便剛好在門口碰到了自己學生路川。
那明顯的黑眼圈，和打著哈欠的樣子，顯然這幾天沒少在實驗室熬夜。
「怎麼還沒有回去休息，這都多晚了？」
見此周啟深率先開口關心。
雖說酶催化項目，如今關係到多個方面，有著不得不將其徹底攻克的理由。
但畢竟身體是革命的本錢，必須要有所重視。
聽到熟悉的聲音，路川下意識抬起視線，看到視野中的身影眼睛頓時放大幾分。
脫口詢問道：「老師，你怎麼現在過來了？」
「翻來覆去睡不著，索性來實驗室看看。」周啟深接過話茬跟在後面解釋。
他身為化學所院士，酶催化項目的代表人，又是主動與國際數學挑戰研究院建立的合作，儘管對徐銘抱有著百分之一百的信任，可身上湧現的壓力卻無法避免。
在沒有正式看到結果出爐前，想舒舒服服的睡覺只怕不太可能。
周啟深又詢問道：「徐院還在裡面嗎？」
「嗯。」
路川點了點頭，可能是想到了什麼，嘴角浮現出一抹哭笑不得的尷尬。
第二次同徐銘一起研發項目，讓他對徐銘的超絕自律又有了新理解。
除比在場每一個人更加能熬外，關鍵精神還很少。
加上超強的天賦和效率，無形中也給其他人帶來了不少壓迫感。
畢竟連堂堂的國家柱石天才，都還在努力工作，別人哪裡好意思去休息。
也只有像周啟深這樣上年紀的科研人員，才不得不回家及時補充精神。
顯然周啟深對這種情況，早已是見怪不怪。
抬手在對方肩膀上輕拍了下，然後轉身推開實驗室的房門朝裡面走去。
人群中他很快鎖定徐銘，近前後主動搭話。
「現在我總算是知道，你哪來那麼多時間，能去研究幾門學科知識。」
「光眼下這份狀態，簡直比高中生還強。」
「我看全世界都找不出第二個。」
徐銘注意到來人，暫時停下手上動作，嘴角掛著淡淡笑容接過話茬。
您收到了一個新的章節更新：《第285章 這還是化學問題嗎》，閱讀連結。
「可能是我經常鍛鍊的緣故吧。」
「精神比較好。」
「另外我也想早點，把酶催化項目結題，實現工業革命的重塑。」
在深度睡眠等各項能力加持下，讓他相比較其他人有更多的學習時間，且把自律當成了一種正向反饋。
所以加班到這個時候，完全再正常不過。
至於其他人，也就只能在心裡崇拜。
把徐銘的話悉數聽進耳中，周啟深不由心中一動，下意識試探性詢問了句。
「關於蛋白質結構的初步設計，進行的怎麼辦了？」
「截止今天晚上，我們已經積累了兩千個初步設計，且目前和超算中心方面取得了聯繫，從明天開始就會正式開展第一輪篩選。」
徐銘沉聲講述道：
「藉助超級計算機的算力，能省去大量時間。」
在這高達兩千個初步設計方案中，其中絕大部分都無法得到想要的蛋白質結構。
如果單靠人力進行實驗來試錯，那麼無論科研經費還是研發周期，都會出現一個恐怖的數倍增長。
但藉助超級計算機和多尺度動態計算模型，則可以快速篩選掉一大部分設計。
然後再通過他對結果洞察，確定最符合學術條件的方案去具體實驗，若一切過程順利的話，那麼用不了多長時間就能得到理想蛋白質結構。
成功合成需要的人工酶。
感受著徐銘語氣中散發出的自信和胸有成竹，周啟深也不由得鬆了口氣。
身上自己給自己的壓力，頓時減輕許多。
「看來今晚我是來對了，真讓人期待啊！」周啟深臉上堆出燦爛笑容。
翌日。
徐銘同全體議題組員，接入超算中心會議室，把初步設計方案序列，輸入到模型的快速評估模塊。
「序列正在輸入。」
「篩選標準為，摺疊自由能低於-8.0千卡每摩爾，金屬簇結合能預測值低於-12.0，底物結合通道在分子模擬中至少保持開放10納秒。」
「計算開始。」
房間內兩地同步播報聲音響起，兩千個設計被轉化為數學模型。
在數字宇宙中經歷嚴酷的演化壓力。
有些序列理論上根本無法摺疊；有些能摺疊，但形成的口袋形狀偏離要求；有些雖能結合金屬簇，但靜電梯度完全錯誤。
伴隨著一個個設計被篩選出局，留下可行性最高的極少部分方案。
整個快速篩選共持續了十二個小時。
眾人一直待到了晚上九點，終於拿到篩選結果。
「徐院。」
「根據報告顯示，在所有設計中，有13個在100納秒模擬中保持了結構完整性。」
「金屬簇穩定結合，底物通道保持開放。」
路川強忍著心中劇烈的情緒波動，當著全體組員的面向徐銘匯報，關於超級計算機對設計的篩選結果。
在這13個通過篩選的設計中，很有可能就存在，實現酶催化所需的全新蛋白質結構。
關鍵僅用了半個多月時間，就走到了這一步，放到以前他參與項目時，可以說連想都不敢想。
偏偏徐銘將其變成了現實。
當然他非常清楚，之所以能快速篩選，要歸功於徐銘除數學和化學之外的信息算法水平，否則換成別人想把這些設計從兩千篩選到十幾個，花費幾年時間在數學界都是件很正常不過的事情。
甚至最終還得不到一個好的結果。
對於這份報告，周啟深同樣喜不勝收，下秒接過報告激動的搭話。
「可以開始合成了。」
「十三個序列，依次做密碼子優化，合成基因，構建表達載體。」
然就在他話音落下的同時，卻見位於主座的徐銘搖了搖頭提出不同意見。
「還是太慢了，要做二輪篩選。」
「二輪篩選？」周啟深眼神中流露出驚訝。
在他看來只是對十三個設計合成，所需花費的時間和實驗次數是能夠接受的，只要其中有一個設計，能通過最終的催化反應實驗，那麼便代表這項現代化學絕症，被徹底解決治療好。
結果徐銘則表示，還要在十三個設計基礎上，再次進行新一輪篩選。
徐銘口中的第二輪篩選，自然是由他來執行。
最好通過結果洞察，確認可行性最高的那個，直接省掉後面的合成。
念頭停留在這裡，徐銘也沒賣關子，直接用輕描淡寫的語氣進行回答。
「我會親自動手展開二輪篩選，給我幾天時間。」
「那好吧。」周啟深想了想果斷答應下來。
反正酶催化的研究，進展到這裡，已然能稱得上是無比高效。
多等上幾天並無影響。
不過他也沒指望，僅一次就可以成功，默默在心裡做出了依舊全部進行合成實驗的決定。
徐銘並未去研究其他人的想法，拿到那13個設計後便開始分析起來。
而結果正如他想的那樣，花費幾天時間後，他順利確認了一個可行性最高的設計。
並認為絕對能徹底攻克酶催化。
當把這唯一的一個設計，拿到周啟深面前時，對方震驚的嘴巴能塞進拳頭。
「你第二輪篩選，竟然否定了十二個設計？」
「是的。」
徐銘點點頭：「讓實驗室準備合成實驗吧，我相信我的判斷。」
「我明白了。」周啟深短暫怔神後快速反應過來，沒有在這件事上過多糾結。
接著立刻召集路川等化學所成員，針對徐銘最後篩選出來的設計方案，開始進行合成構建表達載體。
雖然大家心裏面實在難以置信，單純人力能把超算篩選後的設計再次篩選到僅剩下一個。
但工作起來卻絲毫不馬虎。
直接由周啟深和研究員組建的豪華團隊，親手負責起實驗室內的PCR儀和電泳槽等。
凝膠成像系統更是晝夜不停。
三天後。
基因順利完成合成，測序確認無誤。
表達載體構建，蛋白表達純化，所有步驟都在一周時間內完成。
進入七月份。
讓化學研究所和國際數學挑戰研究院，最激動和期待的時刻終於到來，即要對這項目標蛋白進行反應測試。
確定是否能達到預期催化效果，在如此短的時間內攻克酶催化。
千越南秋筆下的世界，盡在《這個學霸過於自律》。