科学家解开大自然超选择性结合的秘密

EPFL 研究人员发现，控制纳米材料和蛋白质表面之间超选择性结合相互作用的不仅仅是分子密度，还有模式和结构刚度。这一突破可能有助于优化现有的病毒预防和癌症检测方法。

如此多的生物学归结为结合的生物物理过程：在一组或多组原子(称为配体)与表面上相应的受体分子之间建立牢固的连接。结合事件是允许病毒感染宿主或化学疗法对抗癌症的第一个基本过程。但是结合相互作用——至少，我们对它们的理解——有一个“金发姑娘问题”：一个分子上的配体太少使得它不可能稳定地与正确的目标结合，而太多会导致不良的副作用.

可编程生物材料实验室 (PBL) 负责人 Maartje Bastings 解释说：“当目标受体的阈值密度触发结合时，我们称之为‘超选择性’结合，这是防止可能导致生物功能失调的随机相互作用的关键。”在工程学院。“由于自然界通常不会使事情过于复杂，我们想知道仍然允许超选择性结合发生的最小结合相互作用数。我们也有兴趣知道配体分子排列的模式是否有所不同在选择性方面。事实证明，确实如此!”

Bastings 和她的四名博士生最近在美国化学学会杂志上发表了一项研究，确定了超选择性结合的最佳配体数量：6。但令他们兴奋的是，他们还发现，这些配体的排列方式——例如直线、圆形或三角形——也会显着影响结合效果。他们将这种现象称为“多价模式识别”或 MPR。

“MPR 开启了一系列关于生物和免疫过程中分子通讯可能如何运作的全新假设。例如，SARS-CoV-2 病毒具有一种刺突蛋白模式，可用于与细胞表面结合，这些模式在选择性方面可能真的很关键。”

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