生物分子机器可以拼凑出三种氨基酸

分子机器领域已经取得了长足的发展新的生物灵感转向组装另一个分子在这种情况下,将单个氨基酸连接成肽。虽然这种分子肽合成器在短时间内无法与核糖体在速度上竞争,但它确实提出了一种制造多组分聚合物的方法。

大卫利

肽的组装是机械的还是化学的?

所涉及的项目大卫利他曾在爱丁堡大学(University of Edinburgh)和曼彻斯特大学(University of Manchester)任职。他的团队决定模拟核糖体,这是一种可以制造蛋白质的细胞机器。利说:“核糖体有一条轨道,机器会沿着它进行移动。”因此,当研究小组开始考虑如何制造一个合成版本时,他们很自然地想到了环上的轮烷结构。然而,Leigh强调,这并不是核糖体的人工替代品,特别是他的机器比生物对应物慢得多——合成一个三氨基酸的肽需要36个小时。相反,Leigh说这项工作是对分子机器的概念验证。

这就是弗雷泽·斯图达特他是美国加州西北大学轮烷机器之父,对此表示赞同。斯托达特将这项工作描述为“概念上的出路”,但用分子构建其他分子的想法是“化学必须发展的方向”。

但是当利和斯托达特专注于这种方法的应用时,院长Astumian美国缅因大学(University of Maine)的一名教授告诫人们不要简单地描述分子机械。他说:“最大的争议之一是,我们是否应该寻找一种机械描述,还是主要是一种化学现象。”

对于阿斯图米安来说,这项工作令人兴奋的地方在于,这种分子可能会给分子机器的工作带来潜在的见解。阿斯图米安想知道,环是平稳地沿着轨道移动,还是一个随机过程,环来回移动,直到它克服能量势垒,移动到轨道上的下一个氨基酸?

不管答案是什么,利对这种设备有很多计划,包括增加可以串在一起的氨基酸的数量。Leigh说,随着肽序列的增长,“在单分子水平上观察这些东西是如何折叠的,这将是非常有趣的”。还有不同的化学物质和聚合物可以尝试,Leigh还说他想研究如何让信息保持在轨道上,这样它就可以被再次读取,就像RNA可以被核糖体读取多次一样。

但斯托达特很清楚,虽然分子机器已经开始应用,但这仅仅是个开始。“化学是迄今为止最年轻的科学,我们还没有触及表面。我们要学的东西太多了。