對肽組裝物進行指導性地氧化，從而產生聚合物色素，圖片來自Matej Vakula/NYC。
長期以來，科學家們就已知道黑色素，即賦予皮膚、毛發(fā)和眼睛顏色的色素，具有多種有用的性質，不僅抵抗致癌性的紫外線輻射和自由基，而且也具有電導性、粘附性和儲存能量的能力。
為了利用這些性質，來自美國紐約市立大學等研究機構的研究人員開發(fā)出一種新的方法來制造模擬黑色素性質的材料，并且史無前例地控制這些生物聚合物形成的特定性質。這一發(fā)現(xiàn)可能能夠使得人們開發(fā)化妝品和生物醫(yī)學產品。相關研究結果發(fā)表在2017年6月9日的Science期刊上，論文標題為“Polymeric peptide pigments with sequence-encoded properties”。
不同于DNA和蛋白等其他的生物聚合物（在這些生物聚合物中，它們的有序結構和它們的性質之間存在直接的關聯(lián)性），黑色素是內在無序的，因此它的結構與它的功能之間不可能存在直接的關聯(lián)性。因此，科學家們不能夠充分地利用黑色素的性質，這是因為在實驗室合成黑色素的努力因很難設計它的無序分子結構而遭受挫折。
論文通信作者、紐約市立大學研究生院高級科學研究中心納米科學計劃主任Rein V. Ulijn說，“我們利用簡單的三肽（由僅三個氨基酸組成）產生一系列具有精準控制的有序和無序水平的分子結構。我們吃驚地發(fā)現(xiàn)一旦優(yōu)化這些肽結構，就可形成具有不同顏色（從淺米色到深棕色）的聚合物色素。”
隨后對這種方法進行更加深入的描述證實了這些黑色素類似的材料的紫外線吸收和納米形態(tài)等其他的性質也能夠通過這些三肽的氨基酸序列進行系統(tǒng)性地控制。
論文共同作者、美國卡內基梅隆大學研究員Christopher J. Bettinger專門研究黑色素在能量儲存中的應用。在這些發(fā)現(xiàn)的材料當中，他發(fā)現(xiàn)二維的片狀聚合物表現(xiàn)出顯著的電荷儲存能力。Bettinger說，“擴大這些肽的組成參數(shù)可能顯著地增加這些形成的色素的實用性，而且這項研究也能夠有助我們更好地理解天然的黑色素的結構性質和功能！
