“仿菌”超級膠能黏合蛋白質(zhì)分子 

中國科技網(wǎng)訊 據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報(bào)道，英國牛津大學(xué)zui近開發(fā)出一種仿生超級膠，其*黏合力，能將蛋白質(zhì)分子黏在一起。這種膠可以用來“抓住”蛋白質(zhì)，或者把蛋白質(zhì)黏在物體表面，甚至用它來組裝蛋白質(zhì)和酶，黏合各種納米結(jié)構(gòu)。無論是在生物技術(shù)還是納米技術(shù)領(lǐng)域，都是一件有用的工具。相關(guān)論文發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。

    “我們希望能像搭積木那樣，把蛋白質(zhì)黏合組裝起來。但由于生物反應(yīng)之間的力很弱，我們以前控制這一過程的能力還很差。”牛津大學(xué)生物化學(xué)學(xué)院馬克·豪沃斯博士說，開發(fā)出這種*分子膠，是受到一種噬肉菌的啟發(fā)。

    許多人咽喉都攜帶有化膿鏈球菌，它們中有一些比較溫和，會引發(fā)如嬰兒膿皰病或咽喉痛；但另一些卻能致命，會導(dǎo)致中毒性休克綜合征或噬肉菌癥。噬肉菌中有一種特殊的蛋白質(zhì)FbaB，是它們黏住并侵入人體細(xì)胞的利器。

    “這種蛋白質(zhì)非常特殊，它能自發(fā)地與自己發(fā)生反應(yīng)，形成一把鎖扣。”馬克解釋說，蛋白質(zhì)都是由氨基酸組成，氨基酸之間以強(qiáng)力共價(jià)鍵形成長鏈，折疊、連環(huán)形成各種三維結(jié)構(gòu)，這些三維結(jié)構(gòu)的力就相對較弱；但化膿鏈球菌中的FbaB蛋白的三維結(jié)構(gòu)也是由共價(jià)鍵形成，這種強(qiáng)力化學(xué)鍵能在一瞬間就將氨基酸鏈連接成極牢固的環(huán)。

  研究人員先沿著超級共價(jià)鍵把蛋白質(zhì)拆解開，把其中較大的一半昵稱為“捕諜器”（SpyCatcher），較小一半叫“諜標(biāo)簽”（SpyTag）。然后再讓它們碰在一起，結(jié)果能再次結(jié)合形成強(qiáng)力共價(jià)鍵。這兩部分，也包括跟它們黏附在一起的任何東西，也都牢牢地釘在一起。

    研究人員還用原子力顯微鏡測試了要多大力量才能讓“諜標(biāo)簽”脫離“捕諜器”的掌握。他們向外拉兩端時(shí)，直到拉它們的工具先破裂了，這兩部分仍然牢牢黏在一起；即使在洗滌劑中煮沸了，它們也沒有分開。

    “我們的系統(tǒng)能迅速形成穩(wěn)定性*的共價(jià)鍵。‘捕諜器’和‘諜標(biāo)簽’碰到一起能迅速結(jié)合，不管在酸性還是中性環(huán)境，溫度是4℃還是37℃，不管在試管中還是在細(xì)胞內(nèi)，它們都能黏在一起。但它們不會去黏其他的東西，不會把手指和航空模型黏到一起。”馬克說，目前還沒有其他類似的黏合生物分子的方法。一些化學(xué)反應(yīng)雖然能在蛋白質(zhì)之間形成共價(jià)鍵，但只有一小部分，而且要很長時(shí)間，或者需要紫外線、有毒催化劑及其他反應(yīng)條件，而這會損害或細(xì)胞。

    這種超級分子膠技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊。馬克說，你可以把“捕諜器”和“諜標(biāo)簽”黏貼在其他你想黏在一起的分子上，比如把一個(gè)化學(xué)過程中的需要的所有酶黏在一起，做成一個(gè) “小工廠”，能提高反應(yīng)速度，增加產(chǎn)量；或者把植物轉(zhuǎn)化太陽能的所有生化物質(zhì)黏在一起，開發(fā)人工光合作用的新途徑。但其zui直接的應(yīng)用還是在實(shí)驗(yàn)室中黏合生物細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。