创造新的蛋白“智能”材料
日期：2015-07-23 11:45:37
科学家在美国加州大学伯克利分校，采取了从蛋白质的神经细胞，并用它们来创建一个“智能”材料，也就是它对环境极为敏感。这成为材料科学和生物学的可能，以灵活，敏感的涂料，很容易和廉价大量制造。
这项工作将发表10月14日，在杂志自然传播，可能导致新类型的生物传感器，流量阀和控制药物释放系统，研究人员说。生物医学应用包括微流体装置，可以处理和过程非常小体积的液体，如唾液或血液的样品，以进行诊断。
“这项工作是仿生材料，生物分子工程和合成生物学领域的一个独特的融合，”首席研究员博士桑杰库马尔，生物工程加州大学伯克利分校副教授说。“我们创造了一类新的智能，蛋白质为基础的材料，其结构原理由在活细胞中发现的网络启发。”
库马尔的研究团队着手创建在日常液体产品，如涂料和液体化妆品中，保持小颗粒结块在一起合成涂层的生物版本。当附着于颗粒表面的合成涂层通常被称为因为它们刷毛状外观的聚合物刷。
要创建一个聚合物刷的生物等效，研究人员转向神经丝，在神经细胞中发现的管道清洁状蛋白。通过充当微小的，圆柱形的聚合物刷，神经丝共同组装成结构性网络，有助于保持撑开的神经细胞的一端，所以它可进行电信号。
“我们增选这种蛋白质，把它变成一个聚合物刷通过克隆编码该神经丝刷毛中的一个基因的一部分，重整它使得我们可以附加所得的蛋白质在表面以精确的和定向的方式，然后表达该基因的细菌产生的蛋白质，“库马尔说。“我们发现，我们的蛋白电刷具有合成刷所有关键特性，加上许多优点。”
库马尔指出，神经丝是很好的候选蛋白质刷，因为它们本质上是无序的蛋白质，如此命名是因为它们不具有固定的3-D形状。这些毛发状蛋白质的大小和化学序列是很容易的当与它们的合成和控制同行相比。
“在生物学上，精度是至关重要的，”库马尔说。“该蛋白质序列的长度和生化顺序会影响其所有属性，包括结构和结合其它分子和催化生化反应的能力这种序列精度是困难的如果不是完全不可能达到在使用化学合成的工具实验室。通过利用生物学的精度并让细菌细胞做所有工作，我们能够控制的精确长度是蛋白质刷子的刷毛和序列“。
研究人员发现，蛋白质刷子可以被移植到表面，他们极大地扩大和反应变化，酸度和盐度。材料是用这种方法测试对环境的敏感通常被称为“智能”材料，因为它们有能力适应地对特定刺激作出反应。
上一篇： 人类食道细胞组织工程
下一篇： 生物启发“纳米茧”靶向癌细胞的药物输送
