作者:密歇根州立大学伊戈尔·胡瓦特 学分:密歇根州立大学 我们星球上的细菌包含纳米大小的工厂,它们可以做许多不同的事情
一些制造营养物质,另一些分离可能伤害细菌的有毒物质
我们几乎没有触及它们功能多样性的表面
但是它们都有一个共同的外表,一个由蛋白质瓷砖制成的外壳,密歇根州立大学的研究人员正在实验室里学习如何操作
这将允许他们使用天然建筑材料建造自己设计的工厂
事实上,科学家将这些结构视为新技术的来源
他们正试图改变他们的用途,去做他们在本质上不做的事情
在一项新的研究中,谢丽尔·克尔菲尔德的实验室报告了一种新的基因工程外壳,它是基于自然结构和蛋白质进化的原理
新的外壳更简单,只由一种设计好的蛋白质制成
它将更容易操作,甚至可能在实验室中进化
这项研究发表在美国化学学会合成生物学上
天然贝壳由三种蛋白质组成
最丰富的叫BMC-H
六种BMC-H蛋白聚集在一起形成一个六边形来贴墙
在进化史的某个时期,一些成对的骨髓细胞-血红蛋白串联在一起
其中三个被称为BMC-T的合并体也连接在一起形成一个六边形
“BMC-T蛋白的两半可以分开进化,同时保持彼此相邻,因为它们融合在一起,”克菲尔德实验室的博士后布莱恩·费勒兹说
“这种进化考虑到了骨髓间充质干细胞外壳蛋白的结构和功能的多样性,这是我们希望通过实验室设计重新创造的
" 从壳蛋白的自然进化中得到启示,研究小组通过将两个骨形态发生蛋白-H序列融合在一起,创造了一种人工骨形态发生蛋白-T蛋白,称为骨形态发生蛋白-H2
新设计很成功
“令我们惊讶的是,骨髓细胞H2蛋白自己形成外壳,”他说
肖恩·麦奎尔曾是本科研究学生和克菲尔德实验室的技术员
“它们看起来像威福乐球,外壳上有缺口,” 这是因为天然贝壳是由六聚体和五聚体组成的,就像足球一样
接下来,研究小组用BMC-P(形成五聚体的第三种壳蛋白)填补了威福乐球壳的缺口
布莱恩说:“结果是一个大约25纳米宽的外壳,只由两种蛋白质组成:新的骨形态发生蛋白-H2和骨形态发生蛋白-磷。”
“它大约是三种蛋白质结构的一半大小
" 下一个目标是让它适应定制的酶,并对其进行微调,以增强其内部的化学反应
新的“设计者”外壳可以用于生物燃料生产、医药和工业应用
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