Nat Chem：蛋白质“分子笼”或助疫苗生产

最近，美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）的生物化学家制备了有史以来最大的蛋白质，自组装成一种“分子笼”结构。这项研究可能会促进合成疫苗的生产，保护人们远离流感、艾滋和其他疾病。

这个蛋白质的尺寸比人体细胞小好几百倍，但它仍然可能促进开发新的方法，在细胞内传递药物，或者产生新的纳米材料。

这种组装的蛋白质，它的形状就像一个立方体一样，根据UCLA化学和生物化学教授Todd Yeates实验室设计的一个蛋白的24个副本而构建。这种蛋白质是多孔的，比以往已经创建的任何其他组装蛋白质都大，具有大的开口，能够允许其他的大蛋白质分子能够自由进出。这项研究最近发表在《自然化学》杂志（Nature Chemistry）。

本文资深作者Yeates，自从2001年第一次发表自组装蛋白质的研究以来，一直都在尝试构建复杂的、能自组装的蛋白质结构。在2012年，他和他的同事们制备了一种能够自我组装的分子笼，由12种蛋白质构成，这12种蛋白质就像拼图一样完美地结合在一起。

现在他们已经能够用24个蛋白分子来组装这种结构，目前，他们正视图设计一种含有60个蛋白分子的分子笼。总的来说，构建每一个更大的蛋白质，都提出了新的科学挑战。但是，更大尺寸的蛋白结构，也有更大的潜力携带更多的“货物”。

Yeates的研究是由美国国家科学基金和UCLA-DOE基因组和蛋白质组学研究所资助支持。第一作者Yen-Ting Lai，当其还是Yeates实验室一名研究生的时候完成了这些研究，现在他是亚利桑那州立大学的博士后。

Yeates同时也是UCLA基因组和蛋白质组学能源研究部和California NanoSystems研究所成员，他解释说，原则上，这些分子结构应该能够装载货物，然后将这些货物释放到细胞内部。

但是，这种分子立方体可能渗透性太强，因此不能作为一种药物容器，例如在人体内。Yeates说：“但是，制作一个更具封闭性的笼子，其设计原理与我们的研究是一样的。”他也补充说，有某些方法可以让这种笼子的稳定性减小，当它进入细胞的时候，它就会释放其货物分子，比如能杀死癌细胞的毒素。

Yeates表示，他实验室的方法也可能促进合成疫苗的生产，这些疫苗将能够模拟细胞应答于病毒感染时的情形。这种疫苗会引起来自人体免疫系统的一种强烈应答，可能比传统疫苗能够提供更好的疾病防护。

目前，Yeates已经与美国国立卫生研究院结构生物学部门主任、疾病病毒结构生物学国家副主任Peter Kwong合作开展了一项研究。他们将开展一项研究，试图将病毒抗原结合到分子笼上。

原始出处：

Lai YT1, Reading E2, Hura GL3, Tsai KL4, Laganowsky A2, Asturias FJ4, Tainer JA5, Robinson CV2, Yeates TO6.Structure of a designed protein cage that self-assembles into a highly porous cube.Nat Chem. 2014 Dec;6(12):1065-71. doi: 10.1038/nchem.2107. Epub 2014 Nov 10.