据ZME SCIENCE网8月8日报道，来自美国西北大学和加州大学伯克利分校的研究人员开发出一种方法，可以使蛋白质在细胞外保持活性，论文发表在《科学》杂志。这一发现为具有与有机体相同功能的高级材料的应用奠定了基础。
蛋白质是生物化学的重要组成部分，在体外容易解聚，即使幸存下来，也不能发挥任何功能。这其中最重要的限制之一是，蛋白质需要折叠才能发挥作用。研究人员多年来一直试图让蛋白质在细胞外的环境中保持稳定，但收效甚微。科学家们还试图将蛋白质与合成材料结合以长期保持蛋白质的功能，但也以失败告终。
为了解决这个问题，研究小组分析了蛋白质序列、折叠模式和各种表面，看是否能开发出一种可以满足蛋白质需求的聚合物——保持其结构不变，从而维持功能。“蛋白质具有非常明确的统计模式，如果能模仿这种模式，那么就可以将合成系统与制造这些材料的自然系统结合。”第一作者Brian Panganiban说。
接下来是创建随机异质聚合物（RHPs），这和其他聚合物（如塑料）基本一样，但使用的是两个或更多不同的、类似的单体。研究小组开发的RHPs使用了四种定制的单体，它们能够以化学方式与蛋白质上的兴趣点相互作用。单体的连接方式模拟自然蛋白质的结构，以帮助相互作用顺利进行。研究人员模拟了分子及其与目的蛋白质之间的相互作用，并确定这种材料能促进蛋白质的折叠，在细胞外维持蛋白质的稳定性。
目前研究团队想要在现实生活中测试这种方法，他们使用RHPs和蛋白质来构建生物修复过滤器。研究人员选择了能够降解杀虫剂中有毒的有机磷酸化合物的有机磷酸酯水解酶（OPH），把RHP/OPH制成纤维垫，并将其浸没在杀虫剂中，在短短几分钟内，纤维垫就能使杀虫剂的重量降低约十分之一。
纤维垫在化学污染地区的生物修复方面显示出巨大的潜力。因为RHPs可以用不同的蛋白质定制，这意味着它可以通过不同的方式与许多物质相互作用，具有广泛的用途，如在战争地区吸收化学武器，作为手持过滤器擦洗被污染的区域。共同作者、加州大学伯克利分校的教授Ting Xu认为，这项工作破解了自然和合成系统接口的密码，为未来便携式的基础化学实验室打下了基础，并能够帮助组建应对潜在环境污染事件的快速反应小组。
编译：花花 审稿：西莫
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