作者希瑟·约翰斯顿，迈阿密大学 一种与蛋白质结合的合成聚合物(青色管)
聚合物上的紫色套筒是一个报告组，是Konkolewicz和Page技术的关键
学分:迈阿密大学 由迈阿密大学化学和生物化学副教授张秀坤·康科勒维奇和里克·佩吉开发的一项技术可能有助于开发出更多用于制药、生物燃料和其他应用的高效新材料
Konkolewicz和Page的技术使用核磁共振(NMR)技术来阐明蛋白质和合成聚合物在被称为生物共轭物的化学物质中是如何相互作用的
为什么生物共轭物有用 蛋白质可以用来催化化学反应，这在许多应用中都很有用
例如，蛋白质酶用于生产高果糖玉米糖浆，胰岛素用于治疗糖尿病
但是有些蛋白质只在很短的时间内有活性，或者它们很容易分解，所以使用它们是不实际的——或者说不划算的
蛋白质生物缀合物通过将合成分子(通常是聚合物)附着到蛋白质上来克服蛋白质的局限性
“蛋白质有很好的表现，”Konkolewicz说，“但是我们在蛋白质的化学成分上没有太多的灵活性
聚合物提供了巨大的结构和功能多样性，我们可以将它们结合在一起，以延长蛋白质的寿命或增强其承受极端条件的能力
" 已经有一些生物缀合物的商业开发，例如用于治疗癌症的抗体-药物缀合物，尽管如何提高这些物质的性能的指导方针仍然难以捉摸
开发新的、有用的生物缀合物通常既困难又昂贵，因为这一过程传统上依赖于反复试验:科学家将大量的聚合物和数据扔向众所周知的蛋白质墙，看看什么以增强性能的形式“坚持”
但是，就像把网球扔向贴着床单的墙，希望它粘在一起是没有意义的一样，把某种聚合物扔向某种蛋白质，希望它们粘在一起也是没有意义的
通过合理设计加速发展 我们非常了解网球和干墙的性质，知道“粘着”不是它们相互作用的可能结果，但佩奇说，科学家并不总是很好地理解蛋白质和聚合物的性质，以至于在生物结合方面做出类似的预测
“在许多情况下，我们知道蛋白质的结构，但我们不知道聚合物的结构
我们不知道它是什么形状，它附着在蛋白质的什么地方，或者它是如何包裹蛋白质或与蛋白质相互作用的，”佩奇说
Konkolewicz和Page说，我们需要的是一套规则，能够合理设计新的生物结合物
这样的规则将允许化学家观察目标蛋白质的结构，并设计一个大小、形状和功能都合适的聚合物分子来特别适合它
“如果能说‘好吧，这是我的蛋白质’，那就太好了
佩奇说:“这是我需要的稳定它的方法，这是我们可以用来稳定它的聚合物种类。”
佩奇和Konkolewicz开发的技术是建立这样一套规则的第一步
以前检测生物结合物中蛋白质和聚合物之间相互作用的技术依赖于，例如，中子束——世界上有限几个设施中可用的非常昂贵的设备——迈阿密化学家的技术使用现成的核磁共振技术
该技术的关键是将报告组放在合成聚合物上
这些报告小组的作用类似于信标，当生物缀合物在核磁共振仪器中时，研究人员可以看到聚合物与蛋白质有多接近
核磁共振技术的可及性很重要，因为它极大地提高了研究团体的发现能力
“我们不能自己研究每一种相关的蛋白质，”Konkolewicz说
“要做到这一点，我们必须活500年
通过使它变得容易获得，我们允许其他小组检查他们感兴趣的蛋白质——像我们实验室关注的催化蛋白质，或治疗蛋白质，或他们研究的任何类型
这项技术提供了规模
" 迈阿密独特的环境使这一突破成为可能 从根本上说，Konkolewicz和Page的技术使全球化学家能够合作建立一套设计规则，以指导更多的rap id生物结合剂的开发，这些生物结合剂既有效又经济，可用于工业应用，包括制药和生物燃料
这对于一项研究工作来说是一个合适的结果，这项研究工作本身就是从合作中产生的
历史上，来自不同分支领域的科学家像合成化学家Konkolewicz和生物化学家Page那样合作是不常见的
Konkolewicz和Page说，他们的进步归功于迈阿密大学促进合作和鼓励探索广泛的专业知识
佩奇说:“我们在迈阿密的环境，以及团队在这里相互合作的能力和鼓励，真的为我们提供了一个合适的环境来开发这项突破性的技术。”
迈阿密独特环境的另一个方面是本科生深入参与研究
来自Konkolewicz和Page实验室的四名本科生被提名为一篇报道他们技术的文章的作者，这篇文章最近发表在开放获取的旗舰化学学会期刊《化学科学》上
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