《Nature》发表合成生物学新成果：金子做的纳米级“异型”蛋白质笼

　　

来自国际团队的研究人员成功的构建了一种“蛋白质笼”（一种纳米级的结构能够用于运输药物到身体的特定部位），并且可以随时的组装和拆卸，但是非常耐用可以承受沸水和其他极端条件。他们通过探索自然界中没有的几何学来做到这一点，但让人想起伊斯兰艺术中的“矛盾几何学”。

角色扮演游戏玩家——至少在数字时代之前玩过角色扮演游戏的玩家——知道骰子的形状都有一定的限制管理；如果试着用三角形替换正方形面来制作六边形的骰子，这样你就会得到严重扭曲的东西，当然是不平的东西。这是因为这些所谓的等面体的组装有严格的几何规则。在自然界中，也有纳米级的等面体结构。这些蛋白质笼通常由许多蛋白质亚单位组成，内部中空，执行许多重要任务。最著名的例子是病毒，其中蛋白笼作为病毒遗传物质载体进入宿主细胞。

合成生物学家们对制造人造蛋白质笼很感兴趣，希望能赋予它们有用和新颖的特性。实现这一目标有两个挑战。第一个是几何学问题——一些候选蛋白质可能有很大的潜在效用，但由于它们的形状错误而被自动排除在笼外。第二个问题是复杂性——大多数蛋白质-蛋白质相互作用是通过弱化学键的复杂网络介导的，这种网络很难从头开始设计。

这项新的研究始于日本里肯的海德尔倡议研究中心，并转移到波兰贾吉洛尼亚大学的马洛波尔斯卡生物技术中心。在IT领域，研究人员找到了解决这两个问题的方法。“基于单个金原子的配位，我们能够用简单的‘订书针’取代蛋白质之间的复杂相互作用，”该研究的资深作者Jonathan Heddle教授解释说。“这简化了设计问题，使我们能够为蛋白质笼注入新的特性，如根据需要进行装配和拆卸。”

研究也找到了解决几何问题的方法。“我们蛋白质笼由11个分子环组成，”该论文的第一作者，目前在里肯可持续资源科学中心工作的Ali Malay说。“从数学上讲，应禁止这种形状形成对称多面体。”然而，研究人员发现，由于固有的灵活性，蛋白质复合物可以实现前所未有的结构，基于近乎完美的几何重合。“以前由于形状问题而被忽略的蛋白质现在可以重新考虑了，”Malay说。

这项工作的意义深远。“我们和我们的合作者发现的只是第一步，”Heddle说，她希望进一步扩大这项工作，以生产具有新结构和新能力的蛋白质笼，并对特别是在药物输送方面的潜在应用进行调查。

与厂家互动：直接索取Agilent SureFISH 探针 最新技术资料>> >>

原文检索：An ultra-stable gold-coordinated protein cage displaying reversible assembly

（生物通：伍松）