仿生超級膠

仿生超級膠

仿生超級膠,能迅速形成穩定性極高的共價鍵,捕諜器和諜標籤碰到一起能迅速結合,不管在酸性還是中性環境,溫度是4℃還是37℃,不管在試管中還是在細胞內,它們都能黏在一起。

概述

仿生膠仿生膠

仿生超級膠,英國牛津大學最近開發出一種仿生超級膠,其超強黏合力無與倫比,能將蛋白質分子黏在一起。這種膠可以用來“抓住”蛋白質,或者把蛋白質黏在物體表面,甚至用它來組裝蛋白質和酶,黏合各種納米結構。無論是在生物技術還是納米技術領域,都是一件有用的工具。

研發目的

牛津大學生物化學學院馬克·豪沃斯博士希望能像搭積木那樣,把蛋白質黏合組裝起來,但由於生物反應之間的力很弱,我們以前控制這一過程的能力還很差,開發出這種超強分子膠,是受到一種噬肉菌的啟發。
許多人咽喉都攜帶有化膿鏈球菌,它們中有一些比較溫和,會引發如嬰兒膿皰病或咽喉痛;但另一些卻能致命,會導致中毒性休克綜合徵或噬肉菌症。噬肉菌中有一種特殊的蛋白質FbaB,是它們黏住並侵入人體細胞的利器。

主要功能

這種蛋白質非常特殊,它能自發地與自己發生反應,形成一把鎖扣。蛋白質都是由胺基酸組成,胺基酸之間以強力共價鍵形成長鏈,摺疊、連環形成各種三維結構,這些三維結構的力就相對較弱;但化膿鏈球菌中的FbaB蛋白的三維結構也是由共價鍵形成,這種強力化學鍵能在一瞬間就將胺基酸鏈連線成極牢固的環。
研究人員先沿著超級共價鍵把蛋白質拆解開,把其中較大的一半暱稱為“捕諜器”,較小一半叫“諜標籤”,然後再讓它們碰在一起,結果能再次結合形成強力共價鍵。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“諜標籤”脫離“捕諜器”的掌握。他們向外拉兩端時,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。

套用前景

我們的系統能迅速形成穩定性極高的共價鍵。‘捕諜器’和‘諜標籤’碰到一起能迅速結合,不管在酸性還是中性環境,溫度是4℃還是37℃,不管在試管中還是在細胞內,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。目前還沒有其他類似的黏合生物分子的方法。一些化學反應雖然能在蛋白質之間形成共價鍵,但只有一小部分,而且要很長時間,或者需要紫外線、有毒催化劑及其他反應條件,而這會損害或細胞。
這種超級分子膠技術的套用前景廣闊,你可以把“捕諜器”和“諜標籤”黏貼在其他你想黏在一起的分子上,比如把一個化學過程中的需要的所有酶黏在一起,做成一個“小工廠”,能提高反應速度,增加產量;或者把植物轉化太陽能的所有生化物質黏在一起,開發人工光合作用的新途徑。但其最直接的套用還是在實驗室中黏合生物細胞內的蛋白質結構。

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