通過(guò)將生物分子和高分子進(jìn)行結(jié)合,美國(guó)和英國(guó)的化學(xué)家和化學(xué)工程師們制備出具有獨(dú)特性能的生物材料。
西北大學(xué)麥考密克工程學(xué)院的化學(xué)和生物工程副教授Michael Jewett說(shuō):“該新型功能生物材料可能為社會(huì)變革帶來(lái)新的機(jī)遇。使用可以制備胰島素細(xì)胞蛋白質(zhì)的同類(lèi)設(shè)備,我們實(shí)驗(yàn)室正在探索制備新型蛋白質(zhì)聚合物,用于其他領(lǐng)域!
Jewett的研究團(tuán)隊(duì)和實(shí)驗(yàn)室的 Rachel O''Reilly(英國(guó)華威大學(xué)的化學(xué)教授)邁出了重要一步,通過(guò)一個(gè)新型方法合成生物蛋白質(zhì)聚合物。該研究發(fā)表在Bioconjugate Chemistry。
在這項(xiàng)研究中,Jewett的研究小組在自然衍生生物復(fù)合物——一種綠色熒光蛋白(sfGFP)——的兩端進(jìn)行了設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)本研究的共同作者O '' reilly的改進(jìn),聚合物的端部作為連接點(diǎn),化學(xué)連接聚合物。研究人員稱其為bioconjugation的化學(xué)過(guò)程,也就是說(shuō),sfGFP蛋白質(zhì)和聚合物通過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成了一種新的生物材料。
Michael Jewett說(shuō):“我們想象創(chuàng)造出細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)聚合物。該聚合物可以由化學(xué)家經(jīng)過(guò)化學(xué)修飾制得。通過(guò)將最好的生物分子和高分子經(jīng)過(guò)化學(xué)合成,可以賦予產(chǎn)品以某種獨(dú)特的功能。”
在對(duì)新材料進(jìn)行分析的同時(shí),研究者還有一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn):改變sfGFP蛋白質(zhì)上端點(diǎn)的位置,共軛后蛋白質(zhì)的性能會(huì)發(fā)生變化,即表現(xiàn)為一定程度下的溫度響應(yīng)特性。O '' reilly說(shuō):“這項(xiàng)研究為設(shè)計(jì)合成新材料提供了條件,材料的屬性可以通過(guò)原理上的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)!
Jewett說(shuō):“研究人員一直將研究重點(diǎn)限制在修飾蛋白質(zhì)在特定點(diǎn)的結(jié)合方式,這項(xiàng)工作表明,我們可以在蛋白質(zhì)的多個(gè)位置上修飾蛋白質(zhì),進(jìn)而影響蛋白質(zhì)的性能!
但是Jewett仍指出,對(duì)于bioconjugate聚合物的研究,目前還處于初期。該研究成果可以成為未來(lái)材料工程師進(jìn)行材料設(shè)計(jì)的依據(jù),并制備出新型聚合物,包括具有復(fù)合響應(yīng)性的聚合物。
Jewett說(shuō):“對(duì)于合成生物學(xué)家來(lái)說(shuō),制備響應(yīng)材料和自修復(fù)材料是一項(xiàng)令人興奮的研究課題。它可能會(huì)對(duì)自修復(fù)混凝土材料(如芝加哥這種大城市的街道)產(chǎn)生影響,進(jìn)而改變?nèi)祟?lèi)的未來(lái)!
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