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UCLA的生化学家设计了一种能自组装成分子笼的最大的蛋白。这项研究能促进保护人类免受流感,HIV和其他疾病困扰的“合成疫苗”的开发。
这种蛋白并非是天然存在的,它比人细胞要小几百倍。这项研究也能促使将药物运进细胞的新方法以及新的纳米材料的诞生。
类似立方体的蛋白组装体是由一种蛋白的24个拷贝组成的,这种蛋白是由UCLA的化学与生化学教授Todd Yeates率领的团队设计出来的。如同其他的蛋白组装体,这种组装体是多孔的,它的表面含有大的开口能允许其他大的蛋白分子进出。
这项研究在线发表于Nature Chemistry杂志,未来将被刊印出来。
自从2001年首次发表自组装蛋白的相关研究以来,Yeates一直致力于寻找能自组装的复杂的蛋白结构。2012年,他和他的同事们设计了一种自组装的分子笼,这种分子笼由12个蛋白片段组成,它们像拼图那样完美相接。目前,他们设计出了由24个蛋白片段组成的分子笼,并试图设计60个片段组成的分子笼。每一种更大的蛋白的设计都面临新的挑战,但是更大的分子笼能运输更多的“货物”。
原则上,这些分子结构应该可以将货物运进细胞,Yeates说。
Yeates的研究由国家科学基金会和UCLA-DOE基因组学和蛋白组学研究院共同提供资金支持。第一作者是Yen-Ting Lai,他曾是Yeates研究室的一名研究生,目前在亚利桑那州立大学做博后。
这种分子立方体由于孔太多而不适合在人体内做药物容器。“但是如果分子笼过于封闭也不行,”Yeates说。他补充道,应该使分子笼在进入细胞后变得不稳定,从而能将货物(例如能杀死癌细胞的毒素)释放出来。目前已开发出相应的途径。
Yeates说,他们实验室开发的方法也能导致合成疫苗的产生。这种疫苗能引发机体免疫系统产生强烈的应答,从而给人体提供更好的保护。
未来,Yeates将与健康国立研究所结构生物学系的教授Peter Kwong合作,以开展将病毒抗原连接到分子笼上的研究。