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蛋白质组装研究表明,分子掷骰子可以带来获胜的组合

本站发布时间:2024-05-16 22:26:57

澳大利亚研究人员揭示了蛋白质组装体的变形能力,其结果可能会彻底改变从生物制造到疫苗开发的领域

由悉尼大学Taylor Szyszka博士和ARC合成生物学卓越中心的Yu Heng Lau博士领导,今天发表在《美国国家科学院院刊》上的研究深入探讨了微胶囊的复杂世界。这些二十面体蛋白质笼在制造纳米反应器中发挥着至关重要的作用,它们的孔就像通往微小纳米工厂的门

Szyzska博士说:“通过操纵孔隙并改变它们的大小和电荷,我们可以更好地控制基质进入笼子并被里面包装的酶转化为产品。”

然而,当他们开始进行轻微的突变来观察效果时,团队的探索发生了意想不到的转折

这种分子骰子的滚动导致了类似四面体的结构的产生,四面体的形状与通常的球形微胶囊大不相同。就组装形状而言,这类似于将20面骰子改为4面骰子。与通常的180个蛋白质亚基相比,这些四面体组装体仅包含36个蛋白质亚单位,开辟了一个以前在蛋白质工程中未探索的可能性领域

“我们发现,需要最小的突变才能彻底改变最终组装体的形状,”Szyszka博士说。“我们预计这将是一个更加复杂的过程。”

这项研究的发现不仅挑战了对蛋白质组装的现有理解,还为进化生物学提供了见解。微胶囊虽然不是病毒本身,但与病毒结构有着共同的进化联系。研究人员推测,在微胶囊中观察到的灵活性可能归因于与病毒相比,它们的货物体积更小,这可能会影响它们采用不同形状的能力

Szyszka博士说:“这一发现表明,我们还可以制作其他形状,对生物工程和生物制造具有广泛的意义。”

通过进一步的研究,该团队希望释放这些变形蛋白的全部潜力,为重塑行业和改善人类健康的创新铺平道路

More information: Taylor N. Szyszka et al, Point mutation in a virus-like capsid drives symmetry reduction to form tetrahedral cages, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2321260121

Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences

Provided by ARC Centre of Excellence in Synthetic Biology (CoESB)

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