創(chuàng)造合成蛋白質(zhì)的新方法可以帶來更靈活的設(shè)計
從頭開始構(gòu)建蛋白質(zhì),而不是拼湊現(xiàn)有蛋白質(zhì)的片段,可以使設(shè)計新的納米材料更容易。蛋白質(zhì)具有生命必需的無數(shù)功能。它們還構(gòu)成重要且有用的生物材料,例如蜘蛛絲,其特別堅固但仍然具有彈性。設(shè)計全新蛋白質(zhì)的能力將有助于科學(xué)家創(chuàng)造納米材料,像蜘蛛絲一樣,具有賦予有用特性的特定微觀結(jié)構(gòu)。
到目前為止,通常通過將現(xiàn)有蛋白質(zhì)的片段拼接在一起來設(shè)計新蛋白質(zhì),以簡化設(shè)計過程?,F(xiàn)在,由倫敦帝國理工學(xué)院的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊使用合成的重復(fù)蛋白質(zhì)支架作為基礎(chǔ),并表明可以添加單獨(dú)的計算設(shè)計模塊,可以根據(jù)它們執(zhí)行特定功能的能力進(jìn)行選擇。這為生物工程師提供了從頭開始設(shè)計新分子的可能性。
基礎(chǔ)支架是一種新的人工重復(fù)螺旋,可以添加功能模塊。該團(tuán)隊在計算機(jī)上設(shè)計了該結(jié)構(gòu),使用合成基因創(chuàng)建了該結(jié)構(gòu),然后使用了一種稱為X射線晶體學(xué)的技術(shù)來確認(rèn)它們已經(jīng)構(gòu)建了它們所構(gòu)建的內(nèi)容。
建筑復(fù)雜性
來自帝國生命科學(xué)系的研究負(fù)責(zé)人James Murray博士說:“我們的系統(tǒng)將允許設(shè)計人員在特定位置創(chuàng)建含有原子的蛋白質(zhì),并逐個模塊地建立復(fù)雜性,而不是一次性設(shè)計蛋白質(zhì)。”
來自帝國合成生物學(xué)和創(chuàng)新中心的詹姆斯麥克唐納博士補(bǔ)充說:“我們開發(fā)了一種計算設(shè)計全新蛋白質(zhì)的新方法,這種方法可能比從已知蛋白質(zhì)中分離出來更靈活。”
該團(tuán)隊今天在美國國家科學(xué)院院刊上發(fā)表的第一份實驗結(jié)果,只為螺旋支架添加了一個模塊,證明該系統(tǒng)可以正常工作。接下來,他們想要添加更多循環(huán)來構(gòu)建新功能,然后測試合成蛋白質(zhì)是否按預(yù)期運(yùn)行。
帝國合成生物學(xué)和創(chuàng)新中心的聯(lián)合創(chuàng)始人兼聯(lián)合主任Paul Freemont教授說:“能夠在原子水平上構(gòu)建蛋白質(zhì)具有很多潛在和令人興奮的應(yīng)用,包括合成酶和新的納米材料。
這些可能包括改進(jìn)的納米線電池,其中病毒被編程以產(chǎn)生細(xì)線,增加電池的表面積和性能。
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