美制造出迄今最大人工蛋白质
时间:2017-12-08

   美国创造迄今为止最大的人造蛋白质

  最近,美国范德比尔特大学通过改进目前的蛋白质设计软件,设计并合成了迄今为止最大的蛋白质,打破了华盛顿大学于2003年合成的最大的蛋白质记录,据美国物理学家网络11月15日报道研究人员指出,他们已经开发出新的方法来设计蛋白质,这些蛋白质在自然界中并不存在,而且更大,比如更有效的抗体和其他有益的蛋白质。

  被称为FLR的蛋白质在其三维结构中具有八条链,并且被八条像小桶状六角形排列的螺旋线包围。新设计的蛋白质中的氨基酸数量达到了242个,而之前的106个。

  十多年来,研究人员利用蛋白质模型软件找到了正确的氨基酸序列,将其折迭成稳定的形状,并根据相关的理化规则设计了许多自然界未发现的蛋白质。然而,现有的软件可以生成数百万个候选版本,将每个氨基酸置于不同的位置以测试其稳定性需要大量的机器时间,并且随着蛋白质长度的增加需要大量时间来生长。

  Vanderbilt大学化学系副教授Jan Mueller领导的研究小组通过在设计过程中添加对称性,改进了现有的蛋白质工程平台ROSETTA。在范德比尔特的高级计算机研究教育中心使用超级计算机,他们花了400天的时间连续处理10天,以找到最稳定的结构。

  该研究还为有争议的基因重复理论和蛋白质进化理论的聚合提供了新的支持。该理论认为,小蛋白质具有快速演化的优势以适应不断变化的环境,而较大的蛋白质可以执行更复杂的功能。自然通过选择与对应物相互作用形成更大的二聚体蛋白质的小蛋白质来结合这两个优点。一旦找到有用的二聚体,原来的编码基因就会聚合成一个新的基因,直接产生二聚体。此外,通过自然选择逐渐改善二聚体基因以变得更有效或开发新的功能。

  研究人员还指出,蛋白质工程师最近合成了针对HIV病毒的蛋白质疫苗,并证明这是一个有前途的动物实验治疗策略。新方法将有助于进一步扩大研究。

  美国生理学家网络报告(英文)

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