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蛋白存在的問題是它們是非常挑剔的。將它們從它們的天然環(huán)境中移除，它們可能會(huì)降解。 為了正常地發(fā)揮功能，蛋白必須折疊成特定的結(jié)構(gòu)，而且這種折疊通常需要其他蛋白的幫助。 為了克服這一挑戰(zhàn)，來自美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校 的Ting Xu教授及其團(tuán)隊(duì)分析了蛋白序列和表面的趨勢(shì)，以便觀察他們是否能夠開發(fā)一種合成聚合物，其中這種合成聚合物會(huì)提供蛋白保持它的結(jié)構(gòu)和功能所需的所有一切。
Xu團(tuán)隊(duì)構(gòu)建出隨機(jī)異源聚合物（random heteropolymer, RHP）。RHP由四種類型的單體亞單位（monomer subunit）組成，每種單體亞單位具有與感興趣的蛋白表面上的化學(xué)片段相互作用的化學(xué)性質(zhì)。這些單體亞單位相互連接在一起來模擬天然的蛋白，從而使得它們與蛋 白表面之間的相互作用的靈活性zui大化。因此，RHP起著經(jīng)常在細(xì)胞內(nèi)觀察到的非結(jié)構(gòu)化蛋白的作用。它們?cè)诘鞍追g期間增加膜蛋白在水中的折疊，并且保持水溶性蛋白質(zhì)有機(jī)溶劑中的活性。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年3月16日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“Random heteropolymers preserve protein function in foreign environments”。
圖片來自Christopher DelRe和Charley Huang。
在這項(xiàng)研究中，來自美國(guó)西北大學(xué)的研究人員進(jìn)行了大量的分子模擬研究來證實(shí)RHP順利地與蛋白表面相互作用，在有機(jī)溶劑中包裹在蛋白表面上，在水中微弱地包裹在蛋白表面上，從而導(dǎo)致在非天然環(huán)境中產(chǎn)生正確的蛋白折疊和穩(wěn)定性。
這些研究人員隨后測(cè)試了他們是否能夠利用RHP制造出基于蛋白的用于對(duì)有毒化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行生物修復(fù)的材料。他們將RHP與一種被稱作有機(jī)磷水解酶（organophosphorus hydrolase, OPH）的蛋白混合在一起。OPH能夠降解在殺蟲劑和化學(xué)戰(zhàn)劑中發(fā)現(xiàn)的有毒性的有機(jī)磷。
這些研究人員利用RHP和OPH制造出纖維墊（fiber mat），將這些纖維墊浸入到一種*的殺蟲劑溶液中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些纖維墊在幾分鐘內(nèi)降解的這種殺蟲劑數(shù)量大約相當(dāng)于纖維墊總重量的十分之一。他們表示，這種方法應(yīng)當(dāng)可適用于其他的酶。（生物谷 ）
參考資料：
Brian Panganiban, Baofu Qiao, Tao Jiang et al. Random heteropolymers preserve protein function in foreign environments. Science, 16 Mar 2018, 359(6381):1239-1243, doi:10.1126/science.aao0335
Alfredo Alexander-Katz, Reid C. Van Lehn. Random copolymers that protect proteins. Science, 16 Mar 2018, 359(6381):1216-1217, doi:10.1126/science.aat0155
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