2024年3月13日,华盛顿大学的David Baker教授等人在世界知名期刊Nature发表了题为Blueprinting extendable nanomaterials with standardized protein blocks的论文。
传统上,设计蛋白质纳米材料往往依赖于将蛋白质单体或循环寡聚体通过对接或融合的方式组装成所需的结构。然而,这些方法存在两个主要限制:一是构件形状的复杂性导致无法简单地根据几何原理进行组装,需要耗费大量计算资源进行形状匹配;二是设计的蛋白质组装体难以进行尺寸的调整,无法轻松实现不同尺寸的材料制备。为了克服这些限制,研究人员迫切需要一种通用且有效的设计方法,能够简化蛋白质纳米材料的构建过程,并实现尺寸的可控调整。
该研究开发了一种新的设计方法,通过构建模块化和规则化的蛋白质构建块和相互作用,实现可扩展的高阶蛋白质纳米材料的设计。通过这种设计,组装体可以根据需要通过调整模块数量来扩展或收缩,并且可以通过辅助支架进行加固。研究者还构建了从简单的多边形和圆形寡聚体到大型多面体纳米笼和无边界的直线“列车轨道”组装体的一系列纳米材料设计。