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科学家开发出可自组装成超分子复合物的蛋白质

2019-03-21 12:31:29来源:

位于日本的合作研究团队设计了新的蛋白质,可以自组装成生物有机体的复杂结构,为生物技术的前沿应用奠定基础。

研究人员创造并开发了具有特定功能的蛋白质,他们的方法揭示了某些蛋白质功能可以按需创造的可能性。

“所有生物都含有自组装生物分子,包括蛋白质,核酸,糖和脂质,”Ryoichi Arai在他撰写的论文中写道。Arai是日本信州大学真菌和微生物动力学研究中心超分子复合体系的负责人。“设计和控制此类组件的能力是生物分子工程,纳米生物技术和合成生物学的核心目标。”

Arai和他的团队于2012年开发了一种简单而稳定的人工蛋白,称为WA20。到2015年,研究人员逐渐发展成蛋白质纳米构建块(PN-Blocks),使用WA20自组装成多个纳米结构。

研究人员在此基础上开发了可扩展的PN-Block,它将WA20蛋白连接在一起,产生链状蛋白复合物和更多的纳米结构。

“自组装PN块的设计和构造是一种有用的策略 - 它们就像乐高积木一样,”Arai说,指的是塑料玩具积木可以构建成截然不同的结构,尽管它们的个体变化很小。

科学家将两种WA20蛋白质串联起来(ePN-Block),产生寡聚结构。另一个PN-Block(sPN-Block)进行干预,根据需要影响结构不同,变化的链状复合物。将这些复合物结合在一起,超分子纳米结构复合物是通过引入金属离子实现的,金属离子通过进一步的自组装触发了该过程。

研究人员计划通过各种PN块的组合创建各种稳定和功能复杂的纳米结构。由于更多的配合物可以借助金属离子进化,因此PN嵌段的潜力已经增加得更多。

“这些结果表明,PN-Block策略是构建新型纳米结构的有用且系统的策略,”Arai说,并指出构建新型复合物的能力在生物技术和合成生物学中尤为重要。

下一步是让研究人员进一步开发纳米结构,以促进纳米生物材料的开发,纳米生物材料可以用作药物传递系统或为生物制药研究创造有用的蛋白质,例如以环境友好的方式制造人造疫苗。