自组装蛋白质壳药

同一20-sided固体变成测地线穹顶在过去的一个世纪可能事物的形状合成生物学。

华盛顿大学蛋白质设计研究所的科学家致力于发明分子工具,车辆和设备,医学和其他领域一样,二十面体的几何是鼓舞人心的。其鸟笼子形对称和宽敞的内部建议cargo-containing可能性。

蛋白质设计承袭了许多病毒,活细胞,途中运输他们的基因组内保护二十面体蛋白质壳。这些交付包,称为病毒衣壳,形成坚韧到足够承受旅行,有效地使用存储空间和分解释放其内容当条件是正确的。

研究者的论文在科学杂志《自然》报道了一个高度稳定的计算设计和实验测试nano-cage二十面体蛋白质。工程在原子层面上,这个nano-cage可以从生化构造本身构建块和信息编码在DNA链。

在选择这个二十面体的设计nano-cage通过计算机模型,研究人员产生细菌。电子显微镜产生的二十面体粒子的证实,他们几乎相同的设计模型。

项目的领导杨夏朝,华盛顿大学的研究生在生物物理、结构和设计,和雅各布·b·贝尔最近毕业于威斯康辛大学分子和细胞生物学博士学位计划,现在研究科学家安泽达公司在西雅图。资深作者尼尔·p·王,平移调查员华盛顿大学学习与脑科学研究所蛋白质设计,和大卫•贝克研究所的主任和威斯康辛大学的生物化学教授。贝克也是霍华德·休斯医学研究所的研究员。

“能力设计蛋白自组装成精确指定,健壮的、高度秩序二十面体结构,”研究人员写道,“敞开大门的新一代的蛋白质与属性定制的应用程序容器的利益。”

在这些应用程序可能会制造纳米级二十面体的车辆。这样的研究可能产生小,航天器像设备,可以直接封装和提供治疗特定类型的细胞,如癌症细胞。

二十面体设计,坚固,证明拆卸和重新组装本身在一定的环境条件。这个可逆的性质是至关重要的,如果它最终成为包装、携带和交付生化载荷。

此外,灵活地修改这些微型的笼子里,研究人员说,“应该有相当大的靶向型药物效用,疫苗设计和合成生物学。”

新设计的二十面体有相当大的内部体积比之前设计nano-cages其他形状,因此可以作为分子集装箱持有更多的货物。

为此,工作人员能够设计障碍为中心二十面体的每个二十的面孔。这些可以阻止分子进出笼子里。将来,封闭的笼子里可能充满了携带药物到特定种类的细胞,然后放电。

此外,蛋白质构件组成的笼子里保留其天然酶活性,加快化学反应的能力。这表明自定义设计的可能性nano-reactors催化特定的生化过程。

nano-cages,此外,适合基因融合,以提高它们的属性。例如,研究人员创建了标准蜡烛光学显微镜通过添加荧光蛋白60的每个子单元框架二十面体。荧光强度是成正比的这些蛋白质附着在每个单元的数量。二十面体的独特的形状使它更容易辨认标志。