无中生有！美造出自然界不存在的全新材料

北京，11月9日(记者刘霞)——根据美国物理学家网络8日的报道，美国科学家首次从零开始设计和制造自组装蛋白丝。这些蛋白质丝是由相同的蛋白质亚基自发结合形成的长螺旋线性结构。最新的研究将帮助科学家更好地理解天然蛋白质细丝的结构和机械特性，并生产出自然界中不存在的新材料。

在自然界中，蛋白质细丝是活细胞和许多身体组织的几种结构和运动部分的基本组成部分。这些结构和组织包括允许细胞形成特定结构的细胞骨架、协调细胞分裂的细胞微管和胶原蛋白，胶原蛋白是我们身体中最常见的蛋白质。

负责最新研究的华盛顿大学医学院生物化学教授大卫·贝克说:“这项新研究将帮助我们更好地理解天然蛋白质丝的结构和机械特性，并制造出自然界中不存在的新材料。包括相当于或超过蜘蛛丝和纳米电路强度的人造纤维。”

为了设计这种新的蛋白质细丝，研究人员使用了一种由贝克实验室开发的名为罗塞塔的计算机程序，该程序可以通过蛋白质的氨基酸序列来预测蛋白质的形状。

在新的研究中，科学家利用罗塞塔设计了一种表面带有氨基酸的小蛋白质，这种蛋白质可以将氨基酸相互锁定，并自行组装成螺旋状的蛋白质细丝。研究人员说，通过这种方法，“我们最终可以设计出可以像乐高积木一样拼接在一起的蛋白质。”这项研究发表在今天的《科学》在线版上。

该研究的主要作者、华盛顿大学医学院讲师乔治·法拉斯(George Fallas)表示，用这种新方法设计的蛋白质相对较小，仅由180至200个氨基酸组成，长度仅约1纳米，但可以组装成长度超过10，000纳米的稳定细丝。

该研究还证明，通过改变溶液中设计蛋白质的浓度并添加抑制蛋白质结合能力的添加剂，可以驱动细丝生长或溶解。

贝克说:“编程丝形成力的能力将使我们对自然界中蛋白质丝是如何组装和分解的有更深的理解。这些蛋白质非常稳定，可用作从新诊断测试到纳米电子器件等各种应用领域的易修饰支架。”