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构建新型合成生物分子的新方法

陆军科学家发现了如何构建新颖的合成生物分子复合物,他们认为这是迈向生物模板先进材料的关键一步。他们的工作最近在《自然化学》三月号上发表。

来自美国陆军作战能力发展司令部的陆军研究实验室,陆军的公司研究实验室(也称为ARL)和得克萨斯大学奥斯汀分校分子生物科学系的一组研究人员将带相反电荷的合成蛋白对组合成层次有序的分子,通过一种被称为“增压蛋白质组装”的策略来实现对称结构。

ARL的合成生物学研究科学家Jimmy Gollihar博士以及德克萨斯大学奥斯汀分校的教授Dr.Andrew Ellington和David W. Taylor Jr.合作进行了这项发现。

研究人员说,人工合成的蛋白质单位的表面电荷被人为增加,以产生带正电荷或负电荷的蛋白质单位,从而产生超荷电的蛋白质。该功能使团队可以创建仅由电荷驱动的自组装结构。

为了证明这种能力,研究小组使用计算模型设计了两种荧光蛋白,一种是超阳性的,另一种是超阴性的。

Gollihar解释说,当研究小组合成并混合了相反增压的荧光蛋白时,会产生有序的聚集体。

戈利哈尔说:“我们简单的带电蛋白质以自然界中未观察到的方式组装成有序的结构。”“这些启动子是两个带相反电荷的荧光蛋白的聚集体。一旦形成了启动子,就可以通过改变溶液的离子强度或pH值来可逆地组装它们。在非常低的离子强度下,这些蛋白质可以组装成大于细菌细胞。”

Gollihar指出,这开始解决有关如何将蛋白质结构工程化为高级材料模板的问题。

他说:“在埃斯特朗级别的规模上,生物学是异常的,而当前的制造方法是无法获得的。”“通过在这一水平上研究自组装和功能化,应该证明有可能为许多与陆军有关的应用制造纳米级材料。

他说,合成生物学是关键技术领域,具有破坏性潜力,可以改变陆军的作战方式并赢得未来的运营环境。

Gollihar说:“在这些努力之后,将尝试设计具有独特特性的蛋白质结构,这些特性适合陆军应用,例如生物感应和功能涂层。”“这种结构的现成装配表明,将蛋白质变体的相反电荷对结合在一起,可能会为通过其他未经编程的相互作用产生新型结构提供广泛的机会。”

作为用于军事环境的转化合成生物学(或称为TRANSFORME)的一部分,这项基础工作将继续进行,规模和组成不断扩大,这是ARL的重要研究计划之一。

“ TRANSFORME是关于生物过程的可编程控制,它不仅允许在多域作战中具有远征能力,而且还可以按作战节奏进行调整,这一步伐可以确定一个国家在战斗中的主导地位,”该计划负责人Dimitra Stratis-Cullum博士说。互感器。

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