物理学家报告提前向纳米技术的蛋白质工程方法

加州大学洛杉矶分校的物理学家报告重大一步一个方法在6月8日在线版,蛋白质工程,在今年7月出版的美国化学学会杂志》上。

“我们正在学习控制蛋白质以一种新的方式,“乔凡尼Zocchi说,加州大学洛杉矶分校的物理学副教授、该研究的作者之一。

Zocchi说的方法可能会导致最终“智能药物可以控制”,可以减少副作用。

模仿一个至关重要的细胞控制机制,Zocchi的实验室初步完成了一个重要的步骤。

Zocchi和加州大学洛杉矶分校的物理学研究生布赖恩崔报告一个代表性例子的化学机制的细胞控制功能蛋白可以有效地更换,体外,通过机械控制。

具体来说,他们展示复杂的酶称为蛋白激酶A (PKA)——起着基本的作用在细胞的信号和代谢途径,和控制单元由一个叫环腺苷酸的无处不在的信使分子,而不是可以控制机械的nanodevice研究者在酶复杂。nanodevice本质上是一个春天的DNA分子。

“分子生物学家已经训练了50年认为因为氨基酸序列决定了蛋白质的结构和结构决定了它的功能,如果你想改变结构,这样做的方法是改变氨基酸的序列。

“虽然这种方法是正确的,这不是唯一的方法。我们正在引入这个概念,你可以把序列但改变结构与机械部队。”

“这项研究有许多影响,可能会导致一个更好的基本理解,以及生物技术的新方向和也许医学治疗的新方法。”

PKA、四一个复杂的蛋白质分子,包含两个监管子单元和两个催化亚基。

崔Zocchi和机械活化PKA通过将控制机械应力在两个特定点调节亚基,导致亚基催化亚基的脱落,激活酶。

为了获得预期的效果,应用机械张力调节亚基在特定位置,崔说。知道这些位置需要详细了解酶的结构。

蛋白质的分子机器执行所有任务在活细胞中,开关在活细胞通过一种称为别构调节的机制;蛋白质是由其他绑定到其表面的分子,诱导构象的改变,或扭曲的形状,蛋白质,使蛋白质的活跃或者不活跃,Zocchi解释道。

环腺苷酸(cAMP) PKA的调节亚基结合,产生一种构象的变化,导致催化亚基的调节亚基的分离;这种分离的两个子单元是如何打开酶复杂细胞,Zocchi说。

“我们可以激活酶机械,而完整的自然激活机制的阵营,“Zocchi说,加州纳米系统研究所的一员。

“我们相信这种蛋白质控制方法可以应用于任何蛋白质或蛋白质复杂。”

Zocchi集团首先证明了机械控制蛋白质的构象,去年当物理学家在可控分子春天,由一小段DNA,蛋白质,用它来抑制其功能。

研究中,该组织成功地激活酶PKA通过相同的原理,通过使用分子春天诱导构象的变化,细胞,是由自然激活诱导的PKA(信号分子阵营)。

Zocchi集团可以模拟机械张力PKA的自然变构机制受阵营。PKA是更复杂的比去年Zocchi集团使用的蛋白质。

“我想看看我们是否能使分子杀死细胞基于细胞的基因签名,“Zocchi说。

“癌症细胞将是一个明显的应用程序。然而,这将需要许多进一步措施。”

“到目前为止,我们只有在体外。令人兴奋的是,从外面,癌细胞可以像正常细胞,但在他们携带一个遗传标记。”

“在将来,也许我们可以控制核糖体等更复杂的分子机器。许多抗生素通过阻断细菌的核糖体工作。”