蛋白结构（红色部分）根据自身的DNA序列进行自我组装
想象一下:通过加热将水变成冰。我们身体中的某些蛋白在响应温度变化或其他环境讯号时能够实现类似的转变。现在，科学家报告说，他们已经破译了一系列控制这些转变何时发生的机理，并利用这些机理根据需要来编码蛋白以改变其溶解度。这样的温度引发的转化可能最终能够为研究人员将药物导入体内提供新方法。
蛋白质是“大师级的”变形者。一切都源于称之为氨基酸的简单化合物线性链，之后这些氨基酸折叠成具有特定蛋白质功能的三维形状。但是，一些蛋白比其他蛋白更易于变形。比如，一种称为弹性蛋白的肌纤维蛋白，其组装与解离取决于转变温度：在细胞内，蛋白是可溶的，但在胞外，它与其他分子的有效相互作用使环境温度上升，从而使其不可溶。弹性蛋白的转变赋予肌肉弹力，从而使其得以舒张，收缩，然后恢复到最初的形状。
蛋白中的特定氨基酸序列会控制这些变化，但科学家们并不确定他们已经鉴定出了所有的序列。“我们还在继续寻找[更多的]序列，”这一研究的共同作者AshutoshChilkoti说，他是杜克大学的生物医学工程师。
Chilkoti和一位洛克菲勒大学的细胞生物学家FelipeQuiroz开始建立类弹性蛋白的库，他们的工作基于在弹性蛋白中所发现的五个关键氨基酸的序列关闭来。为了检测他们的合成设计，研究团队利用基因工程手段在大肠杆菌中导入这段序列产生这种蛋白，并提取出来，检测它们是否能够按照一定的途径从可溶转变为不溶性。根据这些结果，他们设计了一系列的规则来选定哪个序列是最可能诱导转变的，就像他们今日在Nature Materials杂志上报道的那样。尽管这些规则不是每次都有效，Chilkoti表示，这些指导方法给研究人员提供了研究蛋白在机体中工作的新思路。
这项新的研究是极具价值的，因为它首次告知研究人员他们需要精确的氨基酸序列来控制蛋白质的转变，华盛顿大学的生物系统工程师RohitPappu说，他并未参与研究。“这是根本性的，我认为这项工作颇具发展前景。”
杜克大学的研究人员希望，利用他们的方法，他们最终能够使用合成蛋白作为药物运输载体。Chilkoti说，一种可能性是设计合成的蛋白质，将其在室温下与药物混合，但在体温下转化为不溶性的。当把它注射到体内时，蛋白会与其他物质相互渗透，将药物保护成一系列明胶胶囊的状态。随着时间推移，药物会泄漏出来，留下的蛋白质在体内渗透并经历自然降解的过程被分解消化掉。诸如此类的药物运输载体目前还没有。但Pappu说，新的转化方法让这件事变得值得追求。“我们或许真的可以对设计蛋白抱起希望。”
翻译：刘晓丹 审稿：董子晨曦
文章来源：http://news.sciencemag.org/biolo ... and-disassemble-cue
留言