在我們的淚珠中有一種對抗疾病的蛋白,現(xiàn)在這種蛋白已經(jīng)被栓在一個微小的晶體管中,這使得加州大學(xué)歐文分校的科學(xué)家能夠發(fā)現(xiàn)它究竟是如何消滅危險(xiǎn)的細(xì)菌.這項(xiàng)研究可能被證明是那些旨在最早階段對癌癥和其他疾病進(jìn)行診斷等長期工作中的關(guān)鍵.
自從一個世紀(jì)前諾貝爾獎得主亞歷山大弗萊明發(fā)現(xiàn)人類的眼淚中含有一種被稱為溶菌酶的防腐蛋白質(zhì)以來,科學(xué)家一直試圖揭開這個奧秘,即溶菌酶是如何不屈不撓的消滅比它們大的多得多的細(xì)菌.事實(shí)證明,溶菌酶有顎,能夠抓住并咬穿成排的細(xì)胞壁,就像一個人狼吞虎咽的啃玉米棒子一般,根據(jù)1月20日發(fā)表于《科學(xué)》（Science）上的研究結(jié)果,。
"這些顎能夠咀嚼那些試圖進(jìn)入你眼睛并造成感染的細(xì)菌的細(xì)胞壁,，"分子生物學(xué)家和化學(xué)教授Gregory Weiss說,，與物理學(xué)及天文學(xué)副教授Philip Collins共同領(lǐng)導(dǎo)了該項(xiàng)研究,。
研究人員通過構(gòu)建了一個世界上最小的晶體管解碼了溶菌酶的行為,，這個晶體管比筆記本電腦或智能手機(jī)上的類似的電路要小25倍,。單個的溶菌酶被粘附到火線上，對它的飲食活動進(jìn)行檢測,。
"我們的電路是分子級的麥克風(fēng),，"Collins說,。"這就像一個聽診器聽你的心臟,，只是我們是聽單個的蛋白分子。"
加州大學(xué)歐文分校的科學(xué)家們花費(fèi)了數(shù)年的時(shí)間來組裝這個晶體管并粘附上單個分子的蛋白質(zhì)?？茖W(xué)家們希望相同的新技術(shù)可以被用來檢測癌細(xì)胞的分子,。這可能需要十年的時(shí)間來弄清楚,，但這是值得的,，Weiss說,，他的父親因肺癌去世,。
"如果我們能夠探測與癌癥相關(guān)的單個分子,，那就意味著我們就能在非常非常早期的時(shí)候檢測癌癥,，"Weiss說,。"這將是非常令人興奮的,，因?yàn)槲覀冎?，如果我們能及早的治療癌癥,，將會更成功,，患者會痊愈的更快,，成本也將大大降低,。"
該消息由加州大學(xué)歐文分校提供。（生物谷bioon.com）
doi:10.1126/science.1214824
PMC:
PMID:
Single-Molecule Lysozyme Dynamics Monitored by an Electronic Circuit
Yongki Choi, Issa S. Moody, Patrick C. Sims, Steven R. Hunt, Brad L. Corso, Israel Perez, Gregory A. Weiss, and Philip G. Collins
Abstract： Tethering a single lysozyme molecule to a carbon nanotube field-effect transistor produced a stable, high-bandwidth transducer for protein motion. Electronic monitoring during 10-minute periods extended well beyond the limitations of fluorescence techniques to uncover dynamic disorder within a single molecule and establish lysozyme as a processive enzyme. On average, 100 chemical bonds are processively hydrolyzed, at 15-hertz rates, before lysozyme returns to its nonproductive, 330-hertz hinge motion. Statistical analysis differentiated single-step hinge closure from enzyme opening, which requires two steps. Seven independent time scales governing lysozyme’s activity were observed. The pH dependence of lysozyme activity arises not from changes to its processive kinetics but rather from increasing time spent in either nonproductive rapid motions or an inactive, closed conformation..
