设计的飞跃使蛋白质纳米机器的创造

现在，实验室已将蛋白质设计成拉链，其方式与DNA分子拉链形成双螺旋的方式大致相同。该技术的发展由华盛顿大学医学院的科学家领导，可以设计蛋白质纳米机器，可以帮助诊断和治疗疾病，允许更精确的细胞工程和执行各种其他任务。

“对于任何机器来说，它的部件必须精确地结合在一起，”该论文的主要作者和生物化学的华盛顿大学研究生Zibo Chen说。“这项技术使您可以设计蛋白质，使它们完全按照您的要求聚集在一起。”

研究结果发表于12月19日的“自然”杂志上。。该研究由蛋白质设计研究所进行，该研究所由华盛顿大学生物化学教授David Baker和霍华德休斯医学研究所的研究员执导。

过去，对设计生物分子纳米机器感兴趣的研究人员经常使用DNA作为主要成分。这是因为DNA链聚集在一起形成氢键以产生DNA的双螺旋，但前提是它们的序列是互补的。

该团队开发了新的蛋白质设计算法，生成互补蛋白质，使用相同的DNA化学语言精确配对。

“这是第一次突破，”陈说。“我们正在做的是计算设计这些氢键网络，使每个蛋白质对具有独特的互补序列。只有一种方法让他们走到一起，他们不会与其他对的蛋白质发生交叉反应。“

”工程细胞做新任务是医学和生物技术的未来，无论是工程细菌制造能量还是清理有毒物质浪费或制造攻击癌症的免疫细胞，“该论文的另一位作者和一位威斯康星大学博士后研究员斯科特博肯说。”这项技术为科学家们提供了一种精确，可编程的方法来控制蛋白质机器如何相互作用，这是实现这些新任务的关键一步我们为蛋白质纳米材料设计打开了一扇大门。“

在他们的研究中，研究人员使用了Baker实验室开发的计算机程序，称为Rosetta。该程序利用了以下事实：氨基酸链将呈现的形状由链的氨基酸和链浸入其中的流体之间的吸引力和排斥力驱动。通过计算最佳平衡这些力的形状，使链条达到其最低的总能量水平，该程序可以预测给定氨基酸链可能采取的形状。