Posted in | Bionanotechnology

StudieResultat Ger Anvisningar för Framtida Biomimicry Försök och Nanosynthesis

Published on November 1, 2012 at 8:11 AM

Det Berkeley Labbet som finner den proteinvikning, kanaliserar applicerar också till själv-enheten bör gynna biomimicry och nanosynthesis

AFM-micrographen av 2D S-Lagrar som är församlade på mica, visar två olika banor till kristallisering, en som domansna är 2-3 nanometers i mer högväxt (vit cirklar). Höjdskillnader som mätas längs den prickiga svarten, fodrar, var resultatet av kinetic tillbehörar. (Avbilda från Molekylär Gjuteri),

Proteiner är kompetent själv-att montera in i en lång räcka av högt beställt strukturerar som presenterar en olik samling av rekvisita. Till Och Med biomimicry - teknologisk innovation som inspireras av naturen - människor hoppas för att tävla med proteiner och jordbruksprodukter vår egna version av själv-monterande molekylar. Ett nyckel- till att utföra detta är överenskommelse hur protein-vikning - ett processaa kritiskt till bilda och fungera av ett protein - är fördjupad från individproteiner till komplexa enheter.

Forskare med U.S.-Avdelningen av (DOE) Energis Laboratoriumet för den Lawrence Berkeley Medborgare (det Berkeley Labbet) har nu visat att ett begrepp som accepteras brett som att beskriva vikningen av ett singelindividprotein är också tillämpbart till själv-enheten av multipelproteiner. Deras rön ger viktiga anvisningar för framtida biomimicry försök, bestämt för apparatfabricering och nanoscalesyntes.

”Har Vi gjort första att rikta observationer som begreppet av en vikning kanaliserar med fällor för kinetic energi för individ som proteiner kan lika appliceras till enheten av beställt protein strukturerar,” något att säga Jim DeYoreo, en forskare med den Molekylära Gjuterit, en DOE, nanosciencen centrerar på det Berkeley Labbet, som ledde denna forskning tillsammans med den Berkeley Labbkemisten Carolyn Bertozzi. ”Berättar Våra resultat oss att det försök att upptäcka och koda designen härskar för själv-enheten av ska komplexa molekylära system måste att ta in i konto få effekt av kinetic fällor som är tillhörande med conformational omformningar.”,

DeYoreo och Bertozzi är de motsvarande författarna av ett pappers- som publiceras av Förfarandena av MedborgareAkademin av Vetenskaper (PNAS) som anmälde denna forskning. Det pappers- betitlas ”Riktar observation av kinetic fällor som är tillhörande med strukturella omformningar som leder till multipelbanor av S-Lagrar enheten.”, Co-Vara upphovsman till det pappers- var Seong-Ho Shin, Sungwook Chung, Babak Sanii och Luis Comolli.

Proteiner är i grunden biomolecular nanomachines som är kapabla av att utföra talrika uppgifter på grund av deras kapacitet att vika sig in i en multitude av, formar och bildar. När individproteiner själv-monterar in i beställt, strukturerar den resulterande helheten adopterar ofta gestaltningar som är ganska distinkt från de av individdelarna.

”For example, konstrueras collagenmatriser, som utgör de organiska scaffoldsna av ben och tänder, från trefaldiga spiraler av individcollagenmonomers,” DeYoreo något att säga. ”Monterar Dessa spiraler som vidare ska, in i högt organiserade vridna fibrils som ställer ut en pseudohexagonalsymmetri.”,

Vikningen kanaliserar begrepp förklarar individproteinvikning på basen av conformational ändringar för att ne ett statligt av minsta fri energi. Ett uppvecklat protein startar ut i ett statligt av fri energi för kicken som gör dess gestaltning instabil. Initialt finns det ett nummer av tredimensionella gestaltningar för möjlighet som skulle förminskar denna fria energi. Emellertid som proteinet startar att vika, börjar den fria energin att tappa, och numrera av möjlighetgestaltningar börjar till minskningnågot liknande den shrinking bredden av en kanalisera. Bottnen av kanalisera nes, när fri energi minimeras, och det finns endast en tillgänglig gestaltning. Som den fria energin tappar, emellertid, kan det finnas kinetic fällor längs långt, som kan stoppa den processaa vikningen och rymma proteinet i delvist vikta gestaltningar, bekant som smälta liten kula och hopfällbara intermediates, för fördjupade tidsperioder. Slutligen påstår dessa fångade conformational ska omformas in i en stabil gestaltning men forma och bildar av den finalgestaltning påverkas av de kinetic fällorna.

”I en proteinvikning kanalisera, kanaliseraväggarna antas för att inte vara slätar, och de resulterande bulorna och dalarna definierar kinetic fällor,” DeYoreo något att säga. ”Föreställer har Denna läkarundersökning av vikning undersökts i något specificerar på den jämna singelmolekylen, men har inte varit ansedd för proteinsjälv-enhet in i fördjupade arkitekturer, även om conformational omformningar är delen och jordlotten av den processaa själv-enheten.”,

DeYoreo, Bertozzi och deras kollegor tog kliver för att korrigera detta kunskapsunderskott, genom att studera ytbehandla-lagrar (S-Lagrar) proteinerna som själv-monterar in i ett crystalline membran runt om singelcellerna av bakterier och Archaea. Servar för Detta pekar är yttre membran som första av kontakt mellan microben och dess miljö och nyckel- till microbe'sens kapacitet att fortleva. Genom Att Använda i Atom- StyrkaMicroscopy för situ (AFM), strukturerar forskarna som avbildas i real-time och på den molekylära jämna kinetic tillbehörar under den 2D själv-enheten av S-Lagrar protein, på mica ytbehandlar.

”Observerade Vi, att själv-enheten av S-Lagrar proteiner spårar längs två olika banor, en som leder direkt till denenergi finalen, det beställde statligt och annat leda till en kinetic fälla upptagen av statliga, som är mer oordnad,” en DeYoreo för långlivad transient något att säga. ”Även Om endera som är statlig, är lätt tillgänglig under crystal det att bilda en kärna, om systemnedgångarna in i kick-energin påstår, hindras flykten till finalen, statlig låg-energi starkt på rumstemperaturen. Detta visar betydelsen av kinetic fällor, i att bestämma banan av S-Lagrar kristallisering och föreslår att begreppet av vikning kanaliserar är lika giltigt för själv-enhet av fördjupat protein strukturerar.”,

Källa: http://www.lbl.gov

Last Update: 1. November 2012 08:58

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit