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Nanomachine模仿大自然的蛋白质工厂

Nanomachine模仿大自然的蛋白质工厂

作者:莫嘧  时间:2018-01-15 01:03:38  人气:

凯瑟琳·桑德森(Katharine Sanderson)自然是一位聪明的化学家而不是在烧瓶中鼓泡反应物并希望在正确的位置形成正确的键,自然界使用细胞机器如酶和核糖体逐步构建分子现在,随着人工核糖体的发展,人类化学家正在追赶25亿年的进化有一天,纳米机器可以用作蛋白质工厂,组装抗生素,如青霉素核糖体将氨基酸连接在一起:核糖体的一部分“读取”信使RNA链,其携带待构建的氨基酸序列的代码,而另一部分获取所需的氨基酸然后核糖体将它们组装成长蛋白质或更小的肽为了模仿这一行动,英国曼彻斯特大学的David Leigh和他的同事使用了一个环状分子,这个分子穿过由一小串小分子组成的刚性轨道该轨道沿其放置了三个氨基酸,并在一端有一个大的惰性化学基团作为停止,防止环滑落向系统中添加酸会激活它,使环沿着轨道移动,直到其路径被第一个氨基酸阻断环上的催化剂(上面视频中的反应性“臂”)取出氨基酸并将其连接到环上,然后继续其行程当环遇到第二和第三氨基酸时,同样的事情发生,只有催化剂将每个氨基酸置于前一个氨基酸的顶部,形成短肽在没有氨基酸障碍的情况下,环从轨道的另一端掉落到停止处,并释放其肽赏金 “它看起来很简单,但它比人们以前做的要复杂得多,”Leigh说过去,以这种有序,自主的方式添加氨基酸已被证明是困难的然而,人工核糖体比实际核糖体慢得多,需要12小时才能获得一个氨基酸,相比之下核糖体可以达到每秒20个氨基酸 “是的,这很粗糙,但它非常优雅,”英国华威大学的雷切尔奥莱利说,他不是球队的一员其他人已经使用沿着轨道移动的DNA“步行者”来构建蛋白质和肽链但是这些过程控制得不如Leigh所利用的那样:如果助行器在一定时间内没有拾取氨基酸,它会继续前进,通常会错过序列中的步骤利的机器无法避免收集货物 Leigh说,他的小分子系统可以使用氨基酸以外的构建块制造有序的肽和类蛋白质系统这些物质具有外来特性,可用于制造新催化剂在短期内,他建议他的机器可以用作青霉素等基于三肽,三种连接氨基酸的药物的抗生素生产线以这种方式建造药物比使用传统实验室技术合成药物要有效得多期刊参考:Science,DOI:10.1126 / science.1229753关于这些主题的更多信息: