新方法讓蛋白在非天然環(huán)境中保持活性

蛋白存在的問題是它們是非常挑剔的。將它們從它們的天然環(huán)境中移除，它們可能會降解。 為了正常地發(fā)揮功能，蛋白必須折疊成特定的結(jié)構(gòu)，而且這種折疊通常需要其他蛋白的幫助。 為了克服這一挑戰(zhàn)，來自美國加州大學(xué)伯克利分校 的Ting Xu教授及其團隊分析了蛋白序列和表面的趨勢，以便觀察他們是否能夠開發(fā)一種合成聚合物，其中這種合成聚合物會提供蛋白保持它的結(jié)構(gòu)和功能所需的所有一切。

Xu團隊構(gòu)建出隨機異源聚合物（random heteropolymer, RHP）。RHP由四種類型的單體亞單位（monomer subunit）組成，每種單體亞單位具有與感興趣的蛋白表面上的化學(xué)片段相互作用的化學(xué)性質(zhì)。這些單體亞單位相互連接在一起來模擬天然的蛋白，從而使得它們與蛋 白表面之間的相互作用的靈活性**化。因此，RHP起著經(jīng)常在細胞內(nèi)觀察到的非結(jié)構(gòu)化蛋白的作用。它們在蛋白翻譯期間增加膜蛋白在水中的折疊，并且保持水溶性蛋白質(zhì)有機溶劑中的活性。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年3月16日的Science期刊上，論文標題為“Random heteropolymers preserve protein function in foreign environments”。

在這項研究中，來自美國西北大學(xué)的研究人員進行了大量的分子模擬研究來證實RHP順利地與蛋白表面相互作用，在有機溶劑中包裹在蛋白表面上，在水中微弱地包裹在蛋白表面上，從而導(dǎo)致在非天然環(huán)境中產(chǎn)生正確的蛋白折疊和穩(wěn)定性。

這些研究人員隨后測試了他們是否能夠利用RHP制造出基于蛋白的用于對有毒化學(xué)物質(zhì)進行生物修復(fù)的材料。他們將RHP與一種被稱作有機磷水解酶（organophosphorus hydrolase, OPH）的蛋白混合在一起。OPH能夠降解在殺蟲劑和化學(xué)戰(zhàn)劑中發(fā)現(xiàn)的有毒性的有機磷。

這些研究人員利用RHP和OPH制造出纖維墊（fiber mat），將這些纖維墊浸入到一種眾所周知的殺蟲劑溶液中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些纖維墊在幾分鐘內(nèi)降解的這種殺蟲劑數(shù)量大約相當(dāng)于纖維墊總重量的十分之一。他們表示，這種方法應(yīng)當(dāng)可適用于其他的酶。