普林斯頓大學(xué)的研究人員建立了世界上最小的機(jī)械互鎖生物結(jié)構(gòu)，一種看似簡(jiǎn)單的雙環(huán)鏈，由稱為肽的微小氨基酸鏈組成。
在8 月 23 日發(fā)表在Nature Chemistry 上的一篇論文中，該團(tuán)隊(duì)詳細(xì)介紹了他們實(shí)驗(yàn)室制作的此類結(jié)構(gòu)庫(kù)——兩個(gè)互鎖環(huán)、一個(gè)啞鈴環(huán)、一個(gè)菊花鏈和一個(gè)互鎖的雙套索——每個(gè)約十億分之一米大小。該研究還表明，其中一些結(jié)構(gòu)可以在至少兩種形狀之間切換，為生物分子開(kāi)關(guān)奠定了基礎(chǔ)。
“我們已經(jīng)能夠建造一堆以前沒(méi)有人能夠建造的結(jié)構(gòu)，”該研究的首席研究員、化學(xué)和生物工程教授A. James Link說(shuō)。“這些是你可以用肽制成的最小的螺紋或互鎖結(jié)構(gòu)。”
為了制造這些被稱為機(jī)械聯(lián)鎖肽或 MIP 的小工具，研究人員使用基因工程來(lái)操縱天然存在的套索肽 microcin J25 中的單個(gè)氨基酸，并指導(dǎo)肽自組裝成新的形狀。
他們還繞過(guò)了對(duì)用于構(gòu)建類似合成分子結(jié)構(gòu)的刺激性溶劑和金屬離子的需求，這是2016 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的重點(diǎn)工作。這項(xiàng)工作在水中使用單鍋協(xié)議，利用對(duì)肽自身找形程序的最小控制來(lái)創(chuàng)建一類全新的技術(shù)。
“它真的在生物世界之間架起了一座橋梁，”林克說(shuō)，“以及迄今為止一直是合成化學(xué)領(lǐng)域的東西。”
在技??術(shù)方面，該研究顯示 microcin J25 套索肽轉(zhuǎn)化為 [2] 鏈烷、輪烷、[c2] 菊花鏈和雙套索大環(huán)。該論文的第一作者 Hendrik V. Schröder 是 Link 實(shí)驗(yàn)室的博士后。前普林斯頓大學(xué)的張毅也做出了貢獻(xiàn)。這項(xiàng)工作部分得到了美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的贈(zèng)款 (GM107036) 的支持。
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