陸軍科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了如何構(gòu)建新穎的合成生物分子復(fù)合物，他們認(rèn)為這是邁向生物模板先進(jìn)材料的關(guān)鍵一步。他們的工作*近在《自然化學(xué)》三月號(hào)上發(fā)表。
來自美國(guó)陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部的陸軍研究實(shí)驗(yàn)室，陸軍的公司研究實(shí)驗(yàn)室(也稱為ARL)和得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校分子生物科學(xué)系的一組研究人員將帶相反電荷的合成蛋白對(duì)組合成層次有序的分子，通過一種被稱為“增壓蛋白質(zhì)組裝”的策略來實(shí)現(xiàn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
ARL的合成生物學(xué)研究科學(xué)家Jimmy Gollihar博士以及德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的教授Dr.Andrew Ellington和David W. Taylor Jr.合作進(jìn)行了這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)。
研究人員說，人工合成的蛋白質(zhì)單位的表面電荷被人為增加，以產(chǎn)生帶正電荷或負(fù)電荷的蛋白質(zhì)單位，從而產(chǎn)生超荷電的蛋白質(zhì)。該功能使團(tuán)隊(duì)可以創(chuàng)建僅由電荷驅(qū)動(dòng)的自組裝結(jié)構(gòu)。
為了證明這種能力，研究小組使用計(jì)算模型設(shè)計(jì)了兩種熒光蛋白，一種是超陽性的，另一種是超陰性的。
Gollihar解釋說，當(dāng)研究小組合成并混合了相反增壓的熒光蛋白時(shí)，會(huì)產(chǎn)生有序的聚集體。
戈利哈爾說：“我們簡(jiǎn)單的帶電蛋白質(zhì)以自然界中未觀察到的方式組裝成有序的結(jié)構(gòu)。”“這些啟動(dòng)子是兩個(gè)帶相反電荷的熒光蛋白的聚集體。一旦形成了啟動(dòng)子，就可以通過改變?nèi)芤旱碾x子強(qiáng)度或pH值來可逆地組裝它們。在非常低的離子強(qiáng)度下，這些蛋白質(zhì)可以組裝成大于**細(xì)胞。”
Gollihar指出，這開始解決有關(guān)如何將蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)工程化為上等材料模板的問題。
他說：“在埃斯特朗級(jí)別的規(guī)模上，生物學(xué)是異常的，而當(dāng)前的制造方法是無法獲得的。”“通過在這一水平上研究自組裝和功能化，應(yīng)該證明有可能為許多與陸軍有關(guān)的應(yīng)用制造納米級(jí)材料。
他說，合成生物學(xué)是關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，具有破壞性潛力，可以改變陸軍的作戰(zhàn)方式并贏得未來的運(yùn)營(yíng)環(huán)境。
Gollihar說：“在這些努力之后，將嘗試設(shè)計(jì)具有獨(dú)特特性的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，這些特性適合陸軍應(yīng)用，例如生物感應(yīng)和功能涂層。”“這種結(jié)構(gòu)的現(xiàn)成裝配表明，將蛋白質(zhì)變體的相反電荷對(duì)結(jié)合在一起，可能會(huì)為通過其他未經(jīng)編程的相互作用產(chǎn)生新型結(jié)構(gòu)提供廣泛的機(jī)會(huì)。”
作為用于**環(huán)境的轉(zhuǎn)化合成生物學(xué)(或稱為TRANSFORME)的一部分，這項(xiàng)基礎(chǔ)工作將繼續(xù)進(jìn)行，規(guī)模和組成不斷擴(kuò)大，這是ARL的重要研究計(jì)劃之一。
“ TRANSFORME是關(guān)于生物過程的可編程控制，它不僅允許在多域作戰(zhàn)中具有遠(yuǎn)征能力，而且還可以按作戰(zhàn)節(jié)奏進(jìn)行調(diào)整，這一步伐可以確定一個(gè)國(guó)家在戰(zhàn)斗中的主導(dǎo)地位，”該計(jì)劃負(fù)責(zé)人Dimitra Stratis-Cullum博士說。互感器。
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