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2018
05-13

自组装,生物活性人造毛孔创造


宾夕法尼亚大学的研究人员创建了一个小蛋白质样分子的库,可以自组装形成空心螺旋状的毛孔,可以模仿在生活系统中看到的毛孔。这些由氨基酸短链形成的分子(称为连接到称为树突的树状碎片的肽)代表了第一个成功地尝试创造可以在溶液和散装中形成的人造孔。
来自宾夕法尼亚大学:
自组装和具有生物活性的人造毛孔可能会导致未来充满空穴

在“自然”杂志的8月12日刊中,宾夕法尼亚大学的研究人员详细介绍了一个图书馆小的蛋白质样分子,可以自组装形成空心螺旋状毛孔,可以模仿生命系统中看到的毛孔。这些由氨基酸短链形成的分子(称为连接到称为树突的树状碎片的肽)代表了第一个成功地尝试创造可以在溶液和散装中形成的人造孔。 “Penn化学系教授Virgil Percec说:”利用天然和合成氨基酸的变化,我们可以创造出几乎无限多样的不同形状和大小的毛孔。 “我们可以预见,创造毛孔来模仿生物功能,从溶液中滤出一个分子,或者在细胞膜上携带特定的分子。”

在自然界中,形成中空毛孔的蛋白质无处不在生命中,执行许多基本任务,如形成穿过细胞膜的通道,产生化学能,引导新生蛋白质的形状,甚至刺穿细菌细胞壁的孔。 “Percec说,”例如,这项技术的应用可以更好地从海水中过滤饮用水,或者通过创造可以在有害细菌上打孔的孔来过滤全新的抗生素类。“

每个肽亚基都具有臂状突起,允许其以螺旋方式与类似的肽结合。通过氢键保持在一起,由这些肽产生的稳定的螺旋以这种方式形成管或通道,其宽度可以通过使用不同的氨基酸组合来修饰。 Percec说:“我们发现多肽识别对方和自组装的能力足够强大,可以耐受各种各样的修饰,但仍然能够形成毛孔。

据研究人员介绍,自组装肽可以在微生物细胞膜表面和表面形成,具有巨大的治疗潜力。模仿天然毛孔功能的能力一直是蛋白质复杂化学所制造的非常困难的一个目标。事实上,如果不是将细胞与外部世界分开的膜,我们所知道的生命就不存在了。同样,没有蛋白质孔的细胞就不会穿过这些膜,输入维持细胞所必需的物质,并输出其他细胞所需的废物或产物。 Percec说:“我们注意到,如果我们不能精确地再现自然界中发现的蛋白质的结构,那么也许我们可以模仿它们的功能,并创造新的生物启发系统,达到相同的结果。 “我们也可以想象有很多非生物系统和化学过程可以从几个好的洞中受益。”