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美國制造出迄今最大人工蛋白質

據美國物理學家組織網11月15日報道，最近，美國范德堡大學通過改進目前的蛋白質設計軟件，設計并人工合成了迄今最大的蛋白質，打破了華盛頓大學2003年合成的最大蛋白質紀錄 。研究人員指出，他們開發的新方法可以設計自然界沒有的而且更大的蛋白質，比如更有效的抗體和其他有益蛋白 。
該蛋白質稱為FLR,其三維結構中有8個β鏈，并由8個α螺旋環繞，排列成像小桶一樣的六邊形 。新設計的蛋白質氨基酸數達到了242個，而此前的最大紀錄是106個 。
【美國制造出迄今最大人工蛋白質】 過去10多年來，研究人員按照相關的物理化學規則，利用蛋白質模型軟件找出合適的氨基酸序列，折疊成穩定的形狀來設計出許多自然界沒有的蛋白質 。但現有軟件可生成上百萬個候選版本，把每種氨基酸放在各個位置上測試其穩定性需要占用大量機時，而且隨著蛋白質長度增加，所需時間會急劇增長 。
范德堡大學化學副教授詹斯.梅勒領導的研究團隊對現有的蛋白質工程平臺ROSETTA加以改進，在設計過程中加上了對稱性 。他們使用范德堡先進計算機研究教育中心的超級計算機，花了連續10天時間，進行了400個處理過程來找到最穩定的結構 。
該研究也為一項有爭議性的蛋白質進化理論――基因復制與聚合假說提供了新支持 。該理論認為，小蛋白質的優勢是能迅速進化以適應變化的環境，而大蛋白質能執行更復雜的功能 。大自然則整合了這兩種優勢，選擇小蛋白質與它們的副本相互作用形成更大的二聚體蛋白 。一旦找到有用的二聚體，原始編碼基因就會聚合成新基因，直接產出這種二聚體 。進一步，二聚體基因再經過自然選擇逐漸改良，變得更加有效或發展出新的功能 。
研究人員還指出，不久前蛋白質工程師們人工合成了針對HIV病毒的蛋白疫苗，并經動物實驗證明這是一種很有潛力的治療策略，而新方法有助于這項研究的進一步擴展 。