Созданы белковые массивы на минеральных поверхностях

Baker Lab сообщает о разработке синтетических белковых массивов, которые собираются на поверхности слюды ( Прозрачный слоистый минерал), распространенного и исключительно гладкого кристаллического минерала.

Эта работа, выполненная в сотрудничестве с лабораторией Де Йорео в PNNL, дает основу для понимания того, как систематически программировать белково-кристаллические взаимодействия. Для будущего безопасного биологического программирования через цепочку команд днк-рнк-белка.

Разработанные белки (оранжевые) образуют сотовидную структуру на атомной поверхности слюды (коричневые сферы)

На данный момент:
Наша цель состояла в том, чтобы создать искусственные белки для самостоятельной сборки на поверхности кристалла, создав точное соответствие между аминокислотным рисунком в белке и атомами кристалла.

«Биология обладает удивительной способностью организовывать материю от атомного масштаба до вплоть до голубых китов», — сказал соавтор Харли Пайлс, аспирант Института дизайна белка. «Теперь, используя дизайн белка, мы можем создавать совершенно новые биомолекулы, которые собираются от атомной до миллиметровой длины. В этом случае слюда, природный кристалл, действует как большая опорная плита Lego, на вершине которой мы собираем новые белковые архитектуры ».

Rosetta Home и открытый сервис robetta был использован для конструирования новых белков с настраиваемыми моделями электрического заряда на их поверхности — новые лего идеально подобранных к слюды плите основания. При нанесении на поверхность слюды различные рисунки формировали разные рисунки, в том числе переполненные провода и высокоорганизованные сотоподобные массивы.

«Несмотря на то, что мы разработали конкретные взаимодействия на атомном уровне, мы получаем эти структуры, отчасти потому, что белки вытесняются водой и вынуждены собираться вместе», — сказал Джеймс Де Йорео. «Это было неожиданное поведение и демонстрирует, что мы должны лучше понять роль воды в упорядочении белков в системах молекулярного масштаба».

Перепроектировав части белков, команда смогла изготовить сотовые решетки, в которых они могли бы цифровым образом настроить диаметры сотовых пор всего на несколько нанометров.

Разработка атомарно точных нитей и решеток с нуля может открыть совершенно новые материалы и новые стратегии для синтеза полупроводниковых и металлических наночастиц для фотоэлектрических систем или накопителей энергии. В качестве альтернативы, белковые соты могут быть использованы в качестве чрезвычайно точных фильтров, по словам со-первого автора Шуай Чжана, научного сотрудника PNNL. «Поры будут достаточно маленькими, чтобы отфильтровывать вирусы из питьевой воды или отфильтровывать частицы из воздуха», — сказал он.

Источник: www.bakerlab.org/index.php/2019/07/10/protein-arrays-mineral-surfaces