蛋白质设计步骤，设计的蛋白质可在两种结构中相同

科技日报北京8月24日电(记者刘霞)受晶体管的启发，美国华盛顿大学的研究团队设计出了可以在两种不同完整结构之间切换的蛋白质。这些蛋白质有望在智能给药系统、环境传感等领域大显身手。相关论文发表在最新一期《科学》杂志上。

通过将深度学习与基于物理的算法相结合，研究人员设计了两种不同完整结构的定制蛋白质，确定了它的结构，并测量了它的运动模式。通过分析蛋白质的动力学和热力学性质，研究人员还可以微调分子的运动。

以前，科学家只能创造一种结构稳定的蛋白质。研究小组指出，创造一种在两种形状之间切换的蛋白质需要一种新的多态设计方法。多态设计方法帮助科学家开发了形状变化最小的蛋白质、根据金属离子的存在而改变形状的肽以及可以折叠成不同形状的类似序列。

在最新的研究中，在Rosetta的双态设计和人工智能工具的帮助下，研究人员开发出了一种铰链蛋白。这种“铰链蛋白”在没有配体时形成一个设计结构，在有配体时形成第二个设计结构。

这种铰链蛋白类似于晶体管，就像晶体管响应并控制电信号的流动一样。这些蛋白质还可以通过改变它们的形状，在分子水平上控制生物体之间的相互作用。比如在一种状态下，蛋白质可能是无活性的，也可能有某种功能；在另一种状态下，它可能具有不同的功能。这种在不同状态之间转换的能力使蛋白质能够对周围的生物或化学环境做出动态反应。

这些蛋白质还可以以可预测的方式移动，这将是未来生物技术的关键组成部分，并开辟了一系列非凡的应用领域。