2020年8月26日Nature报道，西湖大学生命科学学院研究员卢培龙课题组与华盛顿大学David Baker等课题组合作，成功设计了由两层ɑ螺旋同心环组成的2种跨膜孔蛋白，分别可以选择性通透不同分子尺寸以及带电性质的溶质。该研究是世界上首次实现跨膜孔蛋白的精确从头设计。
研究人员通过对ɑ螺旋结构进行参数化设计，设计了由12个螺旋和16个螺旋组成的水溶性形式的孔蛋白。实验证明孔蛋白性质非常稳定，并具有与计算设计模型相一致的三维结构。在此基础上，研究人员设计了相应的跨膜孔蛋白。12螺旋跨膜通道蛋白可以特异性选择通透某一种离子（钾离子）。16螺旋跨膜纳米孔蛋白可以通透分子量约为1000道尔顿的荧光分子（12螺旋通道蛋白则不能），可作为筛选分子的工具。研究人员还解析了16螺旋跨膜纳米孔蛋白的冷冻电镜结构，与设计模型非常一致，证明了所开发的从头设计方法的准确性。
该研究是世界上第一次实现对跨膜孔蛋白质的精确从头设计，有助于更好地理解物质跨膜转运，为人工设计具有重要功能的跨膜蛋白质奠定了坚实的基础。这也为人工蛋白质后续可能的应用打开了大门，有望为纳米孔基因测序、分子检测等生物技术提供新的检测手段。
吴晓燕 编译自：https://www.nature.com/articles/s41586-020-2646-5
原文标题：Computational design of transmembrane pores
