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研究结果为将来的 Biomimicry 工作成绩和 Nanosynthesis 提供指南

Published on November 1, 2012 at 8:11 AM

发现的伯克利实验室蛋白质折叠漏斗也适用于自集合应该有益于 biomimicry 和 nanosynthesis

第 2 个屠宰者 AFM 微写器在云母显示装配了二条不同路对结晶, domans 是 2-3 毫微米更高的一 (空白圈子)。 高度区别,被评定沿着这条加点的黑色线路,是运动诱捕的结果。 (从分子铸造厂的图象)

蛋白质能自汇编到以不同的一些属性为特色的各种各样的高度有序结构。 通过 biomimicry - 天生被启发的技术革新 - 人请希望模拟蛋白质和导致我们自汇编的分子的自己的版本。 完成此的一个关键字知道蛋白质折叠 - 进程重要对蛋白质的表单和功能 - 如何从各自的蛋白质是延长的到复杂集合。

有美国能源部的研究员 (DOE)劳伦斯伯克利国家实验室 (伯克利实验室) 现在向显示作为描述唯一单个蛋白质的可折叠广泛被接受的概念也是可适用的对多个蛋白质自集合。 他们的发现为将来的 biomimicry 工作成绩提供重要指南,特别地设备制造和 nanoscale 综合的。

“我们做一个折叠的漏斗的概念与动能陷井的各自的蛋白质的可以相等适用于被定购的蛋白质结构装配的第一直接观测”,说吉姆 DeYoreo,有分子铸造厂的,在伯克利实验室的一个母鹿 nanoscience 中心一位科学家,导致此研究以及伯克利实验室化学家卡罗琳 Bertozzi。 “我们的结果告诉我们该工作成绩发现和编撰复杂分子系统自集合的设计规律将必须考虑到运动陷井的影响与构象的转换相关”。

DeYoreo 和 Bertozzi 是的国家科学院的行动发表的论文的对应的作者报告此研究 (PNAS)。 本文题为 “运动陷井的直接观测与导致屠宰者集合多个路的结构上的转换相关”。 合著本文是 Seong Ho 申英澈、 Sungwook 钟, Babak Sanii 和雷斯 Comolli。

蛋白质根本是生物化子的 nanomachines 能够执行许多任务由于他们的能力折叠自己到一许多形状和表单。 当各自的蛋白质自汇编到有序结构时发生的合奏经常采用从那些是相当明显的各自的要素的相应一致。

“例如,胶原矩阵,构成骨头和齿有机绞刑台,从各自的胶原单体三次螺旋被修建”, DeYoreo 说。 “这些螺旋进一步将聚集到陈列 pseudohexagonal 对称高度的组织的扭转的原纤维”。

折叠的漏斗概念根据构象的更改解释单个蛋白质折叠到达最小的热力势状态。 展开的蛋白质在使其相应一致不稳定高热力势的状态开始。 最初,有将减少此热力势的一定数量可能的三维相应一致。 然而,当蛋白质开始折叠,热力势开始下降,并且可能的相应一致的数量开始减少象漏斗的收缩的宽度。 这个漏斗的底层被到达,当热力势减到最小时,并且只有一可用的相应一致。 作为热力势下落,然而,可能有可能终止这个折叠的进程和拿着在部分地被折叠的相应一致的蛋白质,叫作溶解的小球和折叠的半成品的运动陷井,延长期。 最终这些被困住的构象的状态将被变换成稳定的相应一致,但是运动陷井影响该最终相应一致的形状和表单。

“在蛋白质折叠漏斗,漏斗墙壁被假定不是平稳的,并且发生的爆沸和谷定义了运动陷井”, DeYoreo 说。 “折叠的此实际照片某些细节在唯一分子级别的测试,但是未为蛋白质自集合考虑到延长的结构,即使构象的转换是自集合进程的主要部分”。

DeYoreo、 Bertozzi 和他们的同事采取步骤通过学习自汇编到一个水晶膜在细菌和 Archaea 附近单细胞的表面层 (屠宰者) 蛋白质更正此知识缺乏。 此外面膜担当第一个问题的在微生物和其环境之间的联络并且是关键的对微生物的能力生存。 使用在原处基本强制显微学 (AFM),研究员印象在实时和在分子级别运动诱捕在屠宰者在云母的蛋白质结构期间第 2 个自集合出现。

“我们注意到屠宰者沿二条不同路的蛋白质跟踪自集合,导致直接地低能源最终,被定购的状态和另一导致的一是更加混乱的一种长寿的瞬时状态占用的一个运动陷井”, DeYoreo 说。 “虽然任一个状态在水晶生核时是容易访问的,如果这个系统落入这个高能状态,对最终,低能源状态的换码严格妨碍在室温。 这展示运动陷井的重要性在确定屠宰者结晶路的并且建议折叠的漏斗的概念为延长的蛋白质结构自集合是同样有效的”。

来源: http://www.lbl.gov

Last Update: 1. November 2012 08:52

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