細胞膜保護人類細胞不受外界侵擾，這是一道很難穿越的分子屏障。日前，研究人員們構(gòu)建了*人造轉(zhuǎn)運蛋白，能夠攜帶特定原子跨越細胞膜。這一成果開辟了一個新領(lǐng)域，能為納米科技、醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域提供幫助。絕大多數(shù)生物分子都無法穿過脂質(zhì)的細胞膜，細胞需要通過轉(zhuǎn)運蛋白來獲取營養(yǎng)和清除代謝廢物。這些精妙的分子機器鑲嵌在細胞膜中，就像一個個鐵面無私的看門人，只在需要的時候允許特定物質(zhì)出入。為了進一步了解轉(zhuǎn)運蛋白，研究人員開始嘗試從頭制造這樣的分子機器。他們通過計算機模擬設(shè)計轉(zhuǎn)運蛋白的功能，決定其氨基酸的排列和組成。按照設(shè)計這個轉(zhuǎn)運蛋白應(yīng)該能夠正向轉(zhuǎn)運鋅離子，同時反向轉(zhuǎn)運質(zhì)子。他們根據(jù)計算機得出的藍圖，在實驗室中制造了人工分子“Rocker"。Rocker有著特殊的分子動態(tài)，能夠在兩個狀態(tài)之間搖擺。

“我們興奮的發(fā)現(xiàn)研究人員在實驗中成功轉(zhuǎn)運了鋅和質(zhì)子，也的確有在兩個狀態(tài)之間切換，"研究人員說。“而且還表現(xiàn)出很大的選擇性，無法轉(zhuǎn)運鈣離子。"

蛋白在細胞中執(zhí)行了大量的任務(wù)，包括催化、感知等等。學(xué)會設(shè)計執(zhí)行特殊任務(wù)的新蛋白，就能將蛋白所能提供的豐富功能用到各種各樣的領(lǐng)域，比如開發(fā)更好的藥物、智能材料和清潔能源。

“我們這項研究是一個重要的進步，研究表明，計算機模擬可以將原子結(jié)構(gòu)和分子動態(tài)統(tǒng)一起來，設(shè)計出能夠執(zhí)行復(fù)雜功能的蛋白，與天然分子機器媲美，"研究人員說。“這也是設(shè)計和理解膜蛋白的重要里程碑，這類蛋白一直是生物學(xué)研究中的一大挑戰(zhàn)。"