普林斯頓大學(xué)的研究人員建立了世界上最小的機械互鎖生物結(jié)構(gòu)，一種看似簡單的雙環(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，該團隊詳細介紹了他們實驗室制作的此類結(jié)構(gòu)庫——兩個互鎖環(huán)、一個啞鈴環(huán)、一個菊花鏈和一個互鎖的雙套索——每個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，為生物分子開關(guān)奠定了基礎(chǔ)。
“我們已經(jīng)能夠建造一堆以前沒有人能夠建造的結(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。“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械聯(lián)鎖肽或 MIP 的小工具，研究人員使用基因工程來操縱天然存在的套索肽 microcin J25 中的單個氨基酸，并指導(dǎo)肽自組裝成新的形狀。
他們還繞過了對用于構(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)獎的重點工作。這項工作在水中使用單鍋協(xié)議，利用對肽自身找形程序的最小控制來創(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，“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 實驗室的博士后。前普林斯頓大學(xué)的張毅也做出了貢獻。這項工作部分得到了美國國立衛(wèi)生研究院的贈款 (GM107036) 的支持。
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