开创性的研究信号环境友好型可编程生物电子学的新时代

Bristol-led大学研究今天发表在《美国国家科学院学报》上(PNAS),演示了如何使导电,可生物降解的电线从设计蛋白质。这些可以兼容传统电子元件由铜或铁,以及生物机械所有生物体中负责生成能量。

微乎其微的电线是晶体管的大小在硅芯片或最好的人类头发宽度的1000。他们完全是由天然氨基酸和血红素分子中发现的蛋白质如血红蛋白、红细胞运输氧气。无害的细菌被用于制造,消除潜在的复杂的必要性和危害环境的程序常用的生产合成分子。

作者罗斯·安德森,布里斯托尔大学的生物化学教授,说:“虽然我们的设计灵感来自于蛋白质电子电路所需的所有地球上的生命,他们是免费的从大量的复杂性和不稳定性,可以防止自然等价物的剥削自己的模式。我们也可以构建这些分钟电子元件,指定其属性与天然蛋白质的方式是不可能的。”

权威专家在生物分子工程和仿真合作生产这种独特的设计定制蛋白的新方法与可协调的电子性质。

多学科团队使用先进的计算工具来设计简单的构建块,可以组合成长,平衡蛋白质链进行电子。他们可以想象这些电线的结构使用蛋白质x射线晶体学和电子cryo-microscopy(低温电子显微镜),技术允许从最好的结构细节。推动的技术边界低温电子显微镜、图像最小的单个蛋白质的研究获得了这种技术。

最终,这些纳米级设计师电线有可能被用于广泛的应用,其中包括生物传感器对疾病的诊断和检测环境污染物。

也希望这项发明将形成新的电路用于创建定制的基础的催化剂绿色工业生物技术和人工光合蛋白用于捕获太阳能。

突破是可能由于£490万格兰特生物技术和生物科学研究委员会(BBSRC),英国最大的生物科学资助者,导致5年项目题为“生命的电路”涉及到布里斯托尔大学的朴茨茅斯,东安格利亚和伦敦大学学院(UCL)。

蛋白质设计团队利用他们的专业知识,电子转移,生物分子模拟、结构生物学和光谱学、洞察电子流经怎么自然生物分子,支撑细胞呼吸作用和光合作用的基本过程。

项目,预计还将有进一步的进展,去年开始,进展,呈现显著的机会帮助满足过渡到零和更可持续的工业流程。

作者Adrian穆赫兰布里斯托尔大学的化学教授说:“这些蛋白质显示蛋白质设计越来越交付实际有用的工具。他们提供令人兴奋的可能性作为工程生物学和组件也大系统为研究生物电子转移的根本机制。”

参考:哈钦斯GH,高贵的杰姆,Bunzel哈,等。一个可扩展的、模块化的新创精密氧化还原蛋白质平台工程。《美国国家科学院刊。2023;120 (31):e2306046120。doi:10.1073 / pnas.2306046120

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