Videnskaben Om 'Protein Origami' Udfoldes

{h1}

Forskere har skabt små tetraederer med selvfoldende enkeltstrengede proteinkæder.

Der er nu en måde at lave "protein origami" - selvmonterende former lavet af snoet molekylære tråde - en ny undersøgelse afslører.

Teknologien bygger på fremskridtene af DNA origami, en teknik, der er blevet brugt til at bygge boxformer, DNA-saks og andre materialer. Nu har bioengineers produceret en enkeltstrenget spoleprotein, der spontant sprang ind i en pyramideform. Medens kun en tidlig demonstration, kunne teknikken en dag bruges til at fremstille køretøjer til lægemiddellevering eller til at katalysere reaktioner.

"Det er et godt arbejde inden for programmeret biomacromolekylær selvsamling", sagde kemiker Chengde Mao fra Purdue University i Indiana, der ikke var involveret i undersøgelsen. "Strategiens skønhed er dens enkelhed." [Biomimicry: 7 Clever Technologies Inspireret af Nature]

Proteiner er de molekylære byggesten, der udfører en lang række vitale funktioner i celler. De er sammensat af lange kæder kendt som polypeptider, som spoler og foldes til dannelse af komplekse 3D-strukturer.

Ideen med protein origami er at skabe stive segmenter, der kan monteres på en modulær måde, som LEGO mursten. Segmenterne er "klare" materialer, fordi de indeholder alle oplysninger til den endelige struktur i dem.

Til teglerne udformede forskerne velundersøgte strukturer kaldet "coiled-coil-segmenter" - en kombination af to eller flere spiraler, der blander hinanden. Derefter lavede de en kæde på 12 af disse segmenter syet sammen på fleksible hængsler, som selvmonteret i en pyramideform kendt som en tetrahedron. Hver kant af tetraederen blev afgrænset af to af segmenterne.

"Formen er helt forskellig fra noget naturligt," siger seniorforsker Roman Jerala, en syntetisk biolog ved Institut for Kemi i Ljubljana, Slovenien.

Jerala og hans kolleger bekræftede tetrahedronens dannelse ved hjælp af flere slags mikroskopi. Hver tetrahedron var kun omkring 5 nanometer på en kant, omkring en ti tusindedel af bredden af ​​et menneskehår.

Lige nu er det bare et principprincip, fortæller Jerala WordsSideKick.com. Men i sidste ende kan protein origami bruges til at indkapsle stoffer, for eksempel at tillade deres kontrollerede frigivelse. Eller disse strukturer kan virke som katalysatorer for reaktioner, ligesom enzymer i levende celler.

At skabe lignende former ved hjælp af DNA origami er billigere og lettere at håndtere end proteiner, siger Paul Rothemund fra Caltech, som ikke var involveret i undersøgelsen. Men protein origami lader dig gøre dem meget finere. "At gøre strukturer ud af DNA er som at bygge molekylære strukturer ud af DUPLO-blokke [gigantiske LEGO'er]," sagde Rothemund, men "at arbejde med proteiner på den anden side er som at arbejde med voksne LEGO'er - de har en meget mindre egenvægt løsning."

Forskere har lavet små genstande ud af proteiner før, men disse skulle være symmetriske former, sagde Jerala. Ved hjælp af protein origami, "vi kan tage naturlige elementer og gøre noget helt anderledes, der ikke eksisterer i naturen," Jerala sagde. "Naturen undersøgte ikke alle mulighederne."

Resultaterne blev detaljeret i dag (28. april) i tidsskriftet Nature Chemical Biology.

Følge efter Tanya Lewis Twitterog Google+. Følg os @wordssidekick, Facebook& Google+. Originalartikel på WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com