|
|
|
| |
“仿菌”超級(jí)膠能黏合蛋白質(zhì)分子 |
| 發(fā)布時(shí)間：2012-04-05 文章來(lái)源：本站 瀏覽次數(shù)：4209 |
骨科鋼板英國(guó)牛津大學(xué)最近開(kāi)發(fā)出一種仿生超級(jí)膠，其超強(qiáng)黏協(xié)力無(wú)與倫比，能將蛋白質(zhì)分子黏在一起。這種膠可以用來(lái)“捉住”蛋白質(zhì)，或者把蛋白質(zhì)黏在物體表面，甚至用它來(lái)組裝蛋白質(zhì)和酶，黏合各種納米結(jié)構(gòu)。不管是在生物技術(shù)仍是納米技術(shù)領(lǐng)域，都是一件有用的工具。相關(guān)論文發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。
“我們但愿能像搭積木那樣，把蛋白質(zhì)黏合組裝起來(lái)。但因?yàn)樯锓磻?yīng)之間的力很弱，我們以前控制這一過(guò)程的能力還很差�！迸＝虼髮W(xué)生物化學(xué)學(xué)院馬克·豪沃斯博士說(shuō)，開(kāi)發(fā)出這種超強(qiáng)分子膠，是受到一種噬肉菌的啟發(fā)。
很多人咽喉都攜帶有化膿鏈球菌，它們中有一些比較溫順，會(huì)引發(fā)如嬰兒膿皰病或咽喉痛；但另一些卻能致命，會(huì)導(dǎo)致中毒性休克綜合征或噬肉菌癥。噬肉菌中有一種特殊的蛋白質(zhì)FbaB，是它們黏住并侵入人體細(xì)胞的利器。
“這種蛋白質(zhì)非常特殊，它能自發(fā)地與自己發(fā)生反應(yīng)，形成一把鎖扣�！瘪R克解釋說(shuō)，蛋白質(zhì)都是由氨基酸組成，氨基酸之間以強(qiáng)力共價(jià)鍵形成長(zhǎng)鏈，折疊、連環(huán)形成各種三維結(jié)構(gòu)，這些三維結(jié)構(gòu)的力就相對(duì)較弱；但化膿鏈球菌中的FbaB蛋白的三維結(jié)構(gòu)也是由共價(jià)鍵形成，這種強(qiáng)力化學(xué)鍵能在一瞬間就將氨基酸鏈連接成極牢固的環(huán)。
研究職員先沿著超級(jí)共價(jià)鍵把蛋白質(zhì)拆解開(kāi)，把其中較大的一半昵稱為“捕諜器”（SpyCatcher），較小一半叫“諜標(biāo)簽”（SpyTag）。然后再讓它們碰在一起，結(jié)果能再次結(jié)合形成強(qiáng)力共價(jià)鍵。這兩部門(mén)，也包括跟它們黏附在一起的任何東西，也都緊緊地釘在一起。
研究職員還用原子力顯微鏡測(cè)試了要多大氣力才能讓“諜標(biāo)簽”脫離“捕諜器”的把握。他們向外拉兩端時(shí)，直到拉它們的工具先破裂了，這兩部門(mén)仍舊緊緊黏在一起；即使在洗滌劑中煮沸了，它們也沒(méi)有分開(kāi)。
“我們的系統(tǒng)能迅速形成不亂性極高的共價(jià)鍵。'捕諜器’和'諜標(biāo)簽’遇到一起能迅速結(jié)合，無(wú)論在酸性仍是中性環(huán)境，溫度是4℃仍是37℃，無(wú)論在試管中仍是在細(xì)胞內(nèi)，它們都能黏在一起。但它們不會(huì)去黏其他的東西，不會(huì)把手指和航空模型黏到一起。”馬克說(shuō)，目前還沒(méi)有其他類(lèi)似的黏合生物分子的方法。一些化學(xué)反應(yīng)固然能在蛋白質(zhì)之間形成共價(jià)鍵，但只有一小部門(mén)，而且要很長(zhǎng)時(shí)間，或者需要紫外線、有毒催化劑及其他反應(yīng)前提，而這會(huì)損害或細(xì)胞。
這種超級(jí)分子膠技術(shù)的應(yīng)用遠(yuǎn)景廣闊。馬克說(shuō)，你可以把“捕諜器”和“諜標(biāo)簽”黏貼在其他你想黏在一起的分子上，好比把一個(gè)化學(xué)過(guò)程中的需要的所有酶黏在一起，做成一個(gè) “小工廠”，能進(jìn)步反應(yīng)速度，增加產(chǎn)量；或者把植物轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能的所有生化物質(zhì)黏在一起，開(kāi)發(fā)人工光合作用的新途徑。但其最直接的應(yīng)用仍是在實(shí)驗(yàn)室中黏合生物細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)鎖定鋼板 |
|
