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清华-伯克利深圳学院教授徐婷在高分子材料学研究中取得重要成果

导读: 美国伯克利加州大学教授、清华-伯克利深圳学院精准医学与公共健康中心副主任、核心科学家徐婷及其团队在《科学》期刊发表题为《随机异源聚合物在非天然环境中保持蛋白质的功能》的研究论文,揭示了高分子材料学研究中一项重要成果。

美国伯克利加州大学教授、清华-伯克利深圳学院精准医学与公共健康中心副主任、核心科学家徐婷及其团队在《科学》(Science)期刊发表题为《随机异源聚合物在非天然环境中保持蛋白质的功能》(Random heteropolymers preserve protein function in foreign environments)的研究论文,揭示了高分子材料学研究中一项重要成果。

蛋白质主要在其天然环境中能折叠成特定结构并发挥作用,在细胞外很难保持稳定。在不损坏蛋白质结构和功能的情况下,连接蛋白质的合成材料是科学研究一直在攻克的难题。在有机溶液中,如果用高分子材料裹住蛋白质,不仅会影响材料的耐腐蚀性,还会阻碍蛋白质的有效折叠。如果想成功形成高分子包裹外壳,又不影响蛋白质的性能,蛋白质和高分子的相互作用必须足够强大,使其有利于吸附,而又相对的弱,不会超过主导蛋白质折叠的力。徐婷及其团队的研究便实现了这一点。

随机异源聚合物 (RHP)是一种无规则杂聚聚合物。在最新研究中,徐婷团队开发出一种由四种单体合成的聚合物材料,每种单体亚单位能与感兴趣的蛋白表面上的化学片段相互作用。这些单体亚单位相互连接模拟天然蛋白,从而使得它们与蛋白表面之间的相互作用的灵活性实现最大化。实验证明,这种材料可以使蛋白质在无细胞合成中进行正确折叠,并保持水溶性蛋白质在有机溶剂中的活性。

基于蛋白质表面的随机异源聚合物设计

研究人员通过将随机异源聚合物结合其它蛋白质,测试了这种材料的功能性和普遍性,研究发现,当随机异源聚合物与一种被称作有机磷水解酶(OPH)的蛋白混合在一起,有机磷水解酶能够降解在杀虫剂和化学战剂中发现的有毒性有机磷。

所有原子和粗粒度分子的动态模拟结果

在实验中,团队利用随机异源聚合物和有机磷水解酶制造出纤维垫,并将这些纤维垫浸入到常用的杀虫剂溶液中,结果发现,这些纤维垫在几分钟内降解的杀虫剂量大约为纤维垫总重量的十分之一。此外,这种材料还可用来与其他蛋白酶结合,该成果将在未来生化污染治理方面具有重要作用和意义。(新浪网)

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