主要作者Josh Atkinson描述了一種在生物系統(tǒng)中使用蛋白質(zhì)作為電子開關(guān)的技術(shù)。(圖片來源：萊斯大學(xué))科學(xué)家已開發(fā)出可用于控制細(xì)胞內(nèi)電子流動的化學(xué)物質(zhì)觸發(fā)的電子蛋白質(zhì)開關(guān)，這一發(fā)展可促進(jìn)并導(dǎo)致的產(chǎn)生，釋放。休斯頓賴斯大學(xué)的科學(xué)家們在他們的工作中使用作為測試蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換的平臺，這些工作發(fā)表在Nature Chemical Biology雜志上。蛋白質(zhì)開關(guān)是如何制成的?

為了實現(xiàn)切換 - 它們在合成電子傳遞途徑中使用 - 研究人員需要一種穩(wěn)定的蛋白質(zhì)，可以沿其肽骨架可靠地分裂，以允許插入完成或破壞電路的蛋白質(zhì)片段。

他們以鐵氧還蛋白為基礎(chǔ)，鐵蛋白是一種常見的鐵硫蛋白，可在生命的各個領(lǐng)域介導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移。

這些電子蛋白質(zhì)開關(guān)如何工作?

在引入一種化學(xué)物質(zhì)時在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的含金屬蛋白質(zhì)在功能上被另一種化學(xué)物質(zhì)激活。

如果將蛋白質(zhì)放入細(xì)胞中，可以簡單地打開和關(guān)閉蛋白質(zhì)。

“，”合成生物學(xué)家Joff Silberg說，他也是生物科學(xué)和生物工程學(xué)教授。

這些開關(guān)樣蛋白的范圍

這些蛋白質(zhì)可以促進(jìn)下一代生物電子學(xué)，包括模擬其電子對應(yīng)物的細(xì)胞內(nèi)的完整生物電路。

可能的應(yīng)用包括活體傳感器，用于化學(xué)合成的電子控制代謝途徑和感知其環(huán)境并僅在需要時釋放藥物的活性藥丸。

Silberg表示，這一發(fā)現(xiàn)應(yīng)該為許多應(yīng)用帶來定制設(shè)計的開關(guān)，包括與外部電子設(shè)備的接觸。

“這就是為什么我們對這種生物電子學(xué)的想法如此強烈，因為合成生物學(xué)正在形成一個整體領(lǐng)域，可以更好地控制設(shè)計。一旦你能夠?qū)⑵錁?biāo)準(zhǔn)化，我們可以用細(xì)胞建立各種各樣的東西， “ 他說。

這可能包括僅根據(jù)需要釋放藥物的智能藥丸，或報告病情的腸道生物群檢測器。他補充說，或許電路完全包含在電池內(nèi)。

“我們已經(jīng)可以將很多電氣工程師用電容器和電阻器做的代理映射到新陳代謝上，但直到現(xiàn)在，還沒有開關(guān)，”Silberg進(jìn)一步解釋道。

他建議多個開關(guān)也可以將一個細(xì)胞變成一個生物處理器。

“然后我們可以在細(xì)胞中看到數(shù)字并行處理。它改變了我們對生物學(xué)的看法，”西爾伯格說。

“生物學(xué)真的很擅長傳感分子。這是一件令人驚奇的事情。想想細(xì)胞是多么復(fù)雜，以及蛋白質(zhì)如何進(jìn)化，可以響應(yīng)信息海洋中的單一提示。我們希望利用這種精湛的能力建立更精細(xì)的生物分子并利用它們開發(fā)有用的合成生物學(xué)技術(shù)，“他說。

此外，“生物學(xué)研究生和主要作者喬什·阿特金森說：”天然蛋白質(zhì)或多或少地作為總是存在的電線。

“如果我們能夠開啟和關(guān)閉這些途徑，我們就能讓細(xì)胞更有效地運作，”阿特金森在聲明??中補充道。