Reflectins是使魷魚和章魚能夠改變顏色并與周圍環(huán)境融合的獨(dú)特結(jié)構(gòu)蛋白，被認(rèn)為在電子，光學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有巨大的創(chuàng)新潛力。由于它們的非典型化學(xué)組成和對(duì)微妙的環(huán)境變化的高度敏感性，科學(xué)家和發(fā)明人一直在試圖充分利用這些生物分子的力量而受阻。

加州大學(xué)歐文分校(Irvine)的研究人員最近在《國家科學(xué)院院刊》上發(fā)表的一項(xiàng)研究中，揭示了一種在分子水平上的反射蛋白變體的結(jié)構(gòu)，并證明了一種機(jī)械控制該蛋白的層次組裝和光學(xué)性質(zhì)的方法。蛋白質(zhì)。這些發(fā)現(xiàn)被視為開發(fā)反射蛋白家族許多潛在有用屬性的關(guān)鍵步驟。

UCI聯(lián)合作者Alon Gorodetsky說：“我在UCI的實(shí)驗(yàn)室長期以來一直在模仿頭足類動(dòng)物的光散射和光反射能力，目的是發(fā)明新型的自適應(yīng)溫度調(diào)節(jié)織物和其他日常技術(shù)。”化學(xué)和生物分子工程教授。“通過這項(xiàng)研究，我們致力于對(duì)反射蛋白如何在分子水平上發(fā)揮作用進(jìn)行詳細(xì)的基本理解。”

Gorodetsky表示，科學(xué)家對(duì)反射蛋白很感興趣，因?yàn)榕c其他基于蛋白質(zhì)的材料相似，它們具有許多有利屬性，例如可控的自組裝，刺激反應(yīng)性，可定制的功能以及與其他生物系統(tǒng)的相容性。該模型生物材料還顯示出其在改變?nèi)祟惣?xì)胞的折射率并支持神經(jīng)干細(xì)胞生長方面的有用性。

Gorodetsky和他的合作者在UCI的Henry Sameuli工程學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室中，利用生物信息學(xué)預(yù)測(cè)選擇了一種反射蛋白變體，在細(xì)菌中產(chǎn)生了蛋白質(zhì)，并開發(fā)了將其維持在穩(wěn)定狀態(tài)的溶液條件。

然后，研究人員使用了多種工具來分析蛋白質(zhì)及其溶液，包括分子動(dòng)力學(xué)模擬，小角度X射線散射和核磁共振波譜學(xué)。他們還使用原子力顯微鏡和三維全息顯微術(shù)等技術(shù)探查了組裝的多聚體蛋白質(zhì)集合。這些方法使團(tuán)隊(duì)能夠評(píng)估反射蛋白變體的全部質(zhì)量和特性。

Gorodetsky說：“通過我們的協(xié)同計(jì)算和實(shí)驗(yàn)方法，我們能夠闡明反射蛋白變體的三維結(jié)構(gòu)，從而在蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征和固有光學(xué)性質(zhì)之間建立了直接的聯(lián)系。” “這項(xiàng)研究可以被視為在生物工程應(yīng)用中使用此類蛋白質(zhì)的有價(jià)值的概念框架。”

Gorodetsky表示，他的團(tuán)隊(duì)的工作將為處理基于反射蛋白的材料提供新技術(shù)，并為定制定制納米級(jí)和微米級(jí)蛋白質(zhì)膜的新途徑指明道路，這將有益于生物光子和生物電子應(yīng)用以及啟發(fā)具有復(fù)雜光散射功能的聚合材料設(shè)計(jì)。他還說，該項(xiàng)目中使用的方法可以幫助更好地理解支撐頭足類動(dòng)物變色能力的機(jī)制。

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