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      評(píng)論強(qiáng)調(diào)復(fù)雜蛋白質(zhì)機(jī)器的簡(jiǎn)單物理模型的力量
      
			
      
				2019-07-19 08:48:06
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      活細(xì)胞可被視為蛋白質(zhì)機(jī)器負(fù)責(zé)各種過(guò)程的工廠，例如細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸或與其他大分子如DNA的操作。它們的操作通常由ATP分子(生物細(xì)胞中的主要能量載體)提供燃料。通過(guò)ATP水解獲得的化學(xué)能被蛋白質(zhì)機(jī)器用于周期性地改變其形狀并因此執(zhí)行特定功能。因此，解決蛋白質(zhì)中的功能性構(gòu)象變化是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)，對(duì)于理解和控制生物單分子馬達(dá)和機(jī)器具有根本重要性。
      

      評(píng)論強(qiáng)調(diào)復(fù)雜蛋白質(zhì)機(jī)器的簡(jiǎn)單物理模型的力量
      

      蛋白質(zhì)機(jī)器中原子之間相互作用的復(fù)雜性非常高，即使是世界上最好的超級(jí)計(jì)算機(jī)也無(wú)法僅僅重現(xiàn)其中一個(gè)操作周期。然而，在本綜述文章中，通過(guò)探索非常簡(jiǎn)單的蛋白質(zhì)機(jī)械模型，即通過(guò)將這樣的大分子處理為通過(guò)將顆粒與一組顆粒連接而獲得的彈性網(wǎng)絡(luò)處理，已經(jīng)證明了這種天然納米裝置的操作的基本方面。彈性彈簧。
      

      作者，日本金澤大學(xué)納米生命科學(xué)研究所的Alexander Mikhailov教授和助理教授Holger Flechsig認(rèn)為，對(duì)應(yīng)于具有功能動(dòng)力學(xué)的蛋白質(zhì)機(jī)器的彈性網(wǎng)絡(luò)具有特殊的性質(zhì)，在生物進(jìn)化過(guò)程中出現(xiàn)。盡管存在明顯的復(fù)雜性，但是這種系統(tǒng)中的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)以有序的方式進(jìn)行，就好像沿著隱藏的軌道引導(dǎo)一樣。因此，分子機(jī)器的行為類似于宏觀機(jī)械裝置，其部件的運(yùn)動(dòng)高度協(xié)調(diào)。這確保了細(xì)胞工廠可以穩(wěn)健地運(yùn)行，盡管納米尺度存在強(qiáng)烈波動(dòng)。
      

      使用這種方法，可以進(jìn)行覆蓋整個(gè)操作循環(huán)的模擬，從而獲得蛋白質(zhì)機(jī)器的第一分子電影。作為一個(gè)例子，作者的原始2010年出版物中的圖1顯示了丙型肝炎病毒的解旋酶運(yùn)動(dòng)蛋白 - 其復(fù)制機(jī)制的主要部分和抗病毒藥物的重要藥理學(xué)靶標(biāo) - 如何沿著DNA機(jī)械地移動(dòng)拉開它。
      

      此外，通過(guò)運(yùn)行彈性網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)演化，可以設(shè)計(jì)具有機(jī)器特性的人造蛋白質(zhì)樣結(jié)構(gòu)。在圖2中，示出了兩個(gè)實(shí)例，在生物膜內(nèi)操作的設(shè)計(jì)模型機(jī)器，以及展現(xiàn)變構(gòu)通信的機(jī)器。
      

      本綜述文章介紹了理解生物細(xì)胞復(fù)雜機(jī)制的新視角。它還為人工納米機(jī)器設(shè)計(jì)中的新方法鋪平了道路- 這是未來(lái)生物技術(shù)應(yīng)用的巨大潛力。
      
			

			
        
      
			
      
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