• 您現在的位置是:首頁 >人工智能 > 2021-11-25 15:26:59 來源:

    首次通過從頭設計的納米孔感應DNA和蛋白質

    導讀 的研究人員設計了第一個自下而上設計的肽,由氨基酸鏈組成,可以形成人工納米孔,以識別和實現脂質膜中遺傳物質的單分子分選。生物納米孔通

    的研究人員設計了第一個自下而上設計的肽,由氨基酸鏈組成,可以形成人工納米孔,以識別和實現脂質膜中遺傳物質的單分子分選。生物納米孔通常是由成孔蛋白制成的通道,可以檢測特定分子,但這種天然通道難以識別,限制了其在低成本、快速DNA測序、小分子檢測等方面的應用。

    “納米孔傳感是一種強大的無標記單分子檢測工具,”通訊作者、東京農業科技大學(TUAT)教授RyujiKawano說。“這是第一次使用從頭設計的納米孔檢測DNA和多肽。”

    他們于11月22日在NatureNanotechnology上發表了他們的發現。

    Kawano表示,從頭設計的納米孔是“從頭開始”構建的,并且有可能模擬天然蛋白質及其檢測特定蛋白質的能力。至關重要的是,Kawano說,它們還可以被設計成人工分子機器,能夠檢測更廣泛的分子——這可能有助于闡明目標蛋白質的結構和功能之間的聯系。

    “蛋白質的折疊結構由它們的線性多肽序列決定,并產生特定的蛋白質功能,”川野說,并指出所有蛋白質都具有獨特的結構和大小。“獨特的一級結構是結構進化的結果,例如隨著時間的推移氨基酸殘基的突變和選擇。揭示這種一級信息與蛋白質結構之間的關系是科學的最終目標之一。”

    為了開發能夠更好地檢測和識別實際應用分子的大型合成納米孔,Kawano和團隊設計了一種名為SV28的肽。兩條氨基酸臂以銳角彎曲,末端帶有特定電荷,可以通過施加電壓精確控制發夾形肽的方向。該肽可組裝形成大小為1.7至6.3納米的納米孔結構,適用于檢測DNA分子。

    研究人員還通過添加導致肽結構以特定方式彎曲和扭曲的突變來修改SV28。由此產生的肽形成均勻分散的孔,每個孔為1.7納米,能夠檢測單個多肽鏈-或蛋白質的一半。

    這一成果可用于促進對蛋白質結構和功能之間關系的理解。

    在接下來的步驟中,該團隊計劃設計各種肽和蛋白質來構建不同類型的納米孔,以幫助肽測序、作為分子機器人進行操作等。

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