納諾尺寸下頜能導致更加強大的傳感器和診斷工具

Published on July 21, 2008 at 2:11 PM

伯克利實驗室科學家開發了在一半可能摺疊并且捕捉在其下頜之間的鋅分子的納諾尺寸綜合聚合物捆綁,仿造的一流的技藝蛋白質如何執行生活的重要功能。

一個更加像蛋白質的綜合結構。 科學家創建了目標鋅,發展打開更加堅固性和更加持久的傳感器和配藥的門的納諾尺寸聚合物捆綁。 在此概要, peptoid 二螺旋捆綁鉗位在鋅分子關閉,在紫色,鎖定到位這個分子。

在哄騙的像蛋白質的功能的科學家』成功從一個綜合聚合物是初始步驟往與違背自然材料的險峻結合蛋白質精確度的開發的 nanostructures。 雖然非常原始天生標準,他們的聚合物捆綁能導致極為準確的傳感器能够長期運行在苛刻的環境裡或者疾病瞄準配藥該為時比今天療法。

「我們使用本質作為我們的指南開發功能,穩定的 nanostructures」,羅恩 Zuckermann 說,是生物 Nanostructures 設備設備主任在伯克利實驗室的分子鑄造廠。 Zuckermann 在舊金山開發了與實驗室的材料學分部的 Byoung-Chul 李和布篩儲的可摺疊的聚合物捆綁和實驗室的實際生物科學分部的肯蒔蘿和加州大學,他是配藥化學教授。

「我們有一段路要走,但是最終目標是做可能發揮作用在各種各樣的情況的有用的納諾構建的材料」,說 Zuckermann。

並不奇怪 Zuckermann 和同事運作模擬蛋白質。 百萬幾年演變灌輸了他們以不匹配分子識別和催化功能。 蛋白質有這個能力選擇性地束縛與僅有一個 - 分子的類型。 他們在正確的安排也啟動難以置信地準確的化工轉換,例如剪切一條脫氧核糖核酸子線。 如果科學家能利用此像激光的瞄準的能力,他們有一個難以置信地強大的方式的商標攻擊疾病和檢測化合物。

但是有栓。 什麼蛋白質在精確度吹噓,他們在險峻和穩定性缺乏。 他們被限制縮小溫度和酸度範圍。 他們要求一個含水解決方法。 并且他們隨著時間的推移降低。 這些缺點限制他們的實用程序。 已經科學家使用蛋白質瞄準病理學的在這個分子縮放比例,但是蛋白質隨著時間的推移降低,遏制他們的效果。 同樣,一個含蛋白質的傳感器是未被超越的在發現有害的汙染物,但是不會能運行在熱,冷或者乾燥條件。

「我們的目標是採取蛋白質』催化和分子識別功能,并且添加他們到是堅固性和較不傾向的對降低的材料」,說 Zuckermann。 「蛋白質是氨基酸精密地被摺疊的線性聚合物鏈子。 因此我們認為,為什麼不通過一起鏈接違背自然氨基酸做一個相似的聚合物鏈子?」

特別地,他的研究小組與聚合物一起使用一個像蛋白質的鏈子叫 peptoid。 Peptoids 是仿造肽,本質使用形成複雜蛋白質的綜合結構。 然而,而不是使用肽編譯蛋白質 Zuckermann 的小組努力使用 peptoids 建立正常運行像蛋白質的綜合結構。

他們最初的突襲是有為的。 在以前的工作,他們塑造了 peptoids,一個每次仔細被安置的單體,到其中一本質的最有用的構件: 一個螺線結構。 使用一個非結構化細分市場他們在這個中間名,一起也鏈接了二個螺旋結構。 并且他們能摺疊在半的此二螺旋捆綁,仿造在蛋白質使用進行工作的形狀上的一個變化。

但是這個結構不可能使用蛋白質罐頭,像目標分子的其中任一個竅門。 要產生它此功能,科學家下決心束縛鋅。 他們選擇了鋅,因為這種金屬驅動許多根本生物學過程,例如脫氧核糖核酸識別。 如果他們可能獲得基於 peptoid 的螺線捆綁捕捉鋅,則他們將順利地仿造蛋白質執行的一項耕馬任務。

要做此飛躍,他們開發與精密地確定在兩個末端的鋅束縛的殘滓的螺線捆綁。 他們也添加了螢光標籤在兩個末端,允許科學家評定,當捆綁在一半時摺疊,捕捉到位鋅。 這個系統運作: 在某些情況下,捆綁獲取了像捕獸鋏的鋅。 研究員變化這個位置,并且鋅束縛的殘滓的編號,調整這個結構它容易地如此誘捕鋅。

「它是小組工作成績。 束縛鋅要求兩個螺旋的攤繳,并且鋅穩定摺疊,到位穩固地鎖定它」, Zuckermann 說。 「這是設法的化學家的勝利仿造本質。 它是第一步往能添加生物功能,例如分子識別和催化,到違背自然被摺疊的聚合物材料」。

將來,使用三個螺旋, Zuckermann 和同事希望建立更加複雜的結構,比二個螺旋將產生更加穩定的摺疊。 科學家』研究在題為 「Biomimetic 的研究中詳述 Nanostructures : 創建高親合力鋅束縛站點在摺疊 Nonbiological 聚合物」在美國化學會日記帳的 2008 7月 9日,問題報告。 一部分支持這個研究由能源部。

Last Update: 23. January 2012 18:19

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