基础科学发现可能会改善生物材料的生产

2021-10-19 14:36:35   编辑:黎璧璧
导读 细菌可以在贫瘠时期储存额外的资源。这有点像保留存钱罐或携带备用电池组。一个重要的储备被称为蓝藻素颗粒,大约 150 年前,一位科学家

细菌可以在贫瘠时期储存额外的资源。这有点像保留存钱罐或携带备用电池组。一个重要的储备被称为蓝藻素颗粒,大约 150 年前,一位科学家首先注意到了它。他在他研究的蓝绿藻(蓝藻)细胞中看到了又大又黑的斑点,但不知道它们是什么或它们的目的。从那时起,科学家们意识到蓝藻素是由一种天然绿色生物聚合物制成的,细菌将其用作氮和能量的储存库,并且它可以有许多生物技术应用。他们尝试通过将产生蓝藻素的酶(称为蓝藻素合成酶)放入从大肠杆菌到烟草的所有物质中来生产大量蓝藻素,但未能制造出足够的有用的蓝藻素。

现在,通过结合两种尖端技术,冷冻电子显微镜(在麦吉尔的电子显微镜研究设施)和 X 射线晶体学,麦吉尔的研究人员第一次能够看到活性酶的作用。

麦吉尔大学生物化学系教授、最近一篇论文的资深作者 Martin Schmeing 说:“到目前为止,科学家们一直无法理解细菌细胞在蓝藻素中储存氮的方式,仅仅是因为他们看不到这种酶的作用。”关于自然化学生物学的主题。“通过将工作中的酶的 3D 图像拼接成电影,我们能够看到三个不同的结构单元(或域)如何结合在一起产生蓝藻素合成酶。这是天然生物机器的一个令人惊讶且非常优雅的例子。”

研究的下一步包括研究在蓝藻素的完整生物合成和降解循环中使用的其他酶。一旦研究人员能够看到它们的作用,这可能会让他们对所涉及的过程有一个完整的结构理解,并使他们能够弄清楚如何对电池进行涡轮充电,以为其绿色聚合物制造大量的蓝藻素和相关聚合物生物技术应用,例如在可生物降解的软水剂和阻垢剂中,或用于制造用于靶向药物递送的热敏纳米囊泡。

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