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“仿菌”超級膠能黏合蛋白質(zhì)分子 |
| 發(fā)布時間：2012-04-05 文章來源：本站 瀏覽次數(shù)：4211 |
骨科鋼板英國牛津大學最近開發(fā)出一種仿生超級膠，其超強黏協(xié)力無與倫比，能將蛋白質(zhì)分子黏在一起。這種膠可以用來“捉住”蛋白質(zhì)，或者把蛋白質(zhì)黏在物體表面，甚至用它來組裝蛋白質(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)領域，都是一件有用的工具。相關論文發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上。
“我們但愿能像搭積木那樣，把蛋白質(zhì)黏合組裝起來。但因為生物反應之間的力很弱，我們以前控制這一過程的能力還很差�！迸＝虼髮W生物化學學院馬克·豪沃斯博士說，開發(fā)出這種超強分子膠，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，會引發(fā)如嬰兒膿皰病或咽喉痛；但另一些卻能致命，會導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，形成一把鎖扣。”馬克解釋說，蛋白質(zhì)都是由氨基酸組成，氨基酸之間以強力共價鍵形成長鏈，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)也是由共價鍵形成，這種強力化學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共價鍵把蛋白質(zhì)拆解開，把其中較大的一半昵稱為“捕諜器”（SpyCatcher），較小一半叫“諜標簽”（SpyTag）。然后再讓它們碰在一起，結(jié)果能再次結(jié)合形成強力共價鍵。這兩部門，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試了要多大氣力才能讓“諜標簽”脫離“捕諜器”的把握。他們向外拉兩端時，直到拉它們的工具先破裂了，這兩部門仍舊緊緊黏在一起；即使在洗滌劑中煮沸了，它們也沒有分開。
“我們的系統(tǒng)能迅速形成不亂性極高的共價鍵。'捕諜器’和'諜標簽’遇到一起能迅速結(jié)合，無論在酸性仍是中性環(huán)境，溫度是4℃仍是37℃，無論在試管中仍是在細胞內(nèi)，它們都能黏在一起。但它們不會去黏其他的東西，不會把手指和航空模型黏到一起�！瘪R克說，目前還沒有其他類似的黏合生物分子的方法。一些化學反應固然能在蛋白質(zhì)之間形成共價鍵，但只有一小部門，而且要很長時間，或者需要紫外線、有毒催化劑及其他反應前提，而這會損害或細胞。
這種超級分子膠技術(shù)的應用遠景廣闊。馬克說，你可以把“捕諜器”和“諜標簽”黏貼在其他你想黏在一起的分子上，好比把一個化學過程中的需要的所有酶黏在一起，做成一個 “小工廠”，能進步反應速度，增加產(chǎn)量；或者把植物轉(zhuǎn)化太陽能的所有生化物質(zhì)黏在一起，開發(fā)人工光合作用的新途徑。但其最直接的應用仍是在實驗室中黏合生物細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)鎖定鋼板 |
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