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黏液不仅是疾病的预兆,也是咱们身体抵挡疾病的重要部分。每天,咱们的身体都会发生一升以上的这种滑溜溜的物质,掩盖400多平方米的外表积,用来捕获和免除微生物的侵略。

黏液是由黏亚美国际试玩蛋白组成的,黏蛋白是一种装修有糖分子的蛋白质。许多科学家正在测验组成黏液蛋白,期望仿制它们的有利特性。在一项新的研讨中,来自麻省理工学院(MIT)的研讨人员现在制作出了具有聚合物骨架的组成黏蛋白,它更精确地仿照了天然黏蛋白的结构和功用。研讨小组还发现,这些组成黏蛋白能够有用地中和导致霍乱的细菌毒素。

麻省理工学院的劳拉·基斯林(Laura Kiessling)说,这些发现能够协助研讨人员更好地了解黏蛋白的哪些特征对不同功用有奉献,尤其是它们的抗菌功用。她说,在组成黏蛋白中仿制这些功用,终究或许会导致医治或防备流行症的新方法,并且这种资料或许不太或许发生抗生素耐药性。 

创意来自黏液

基斯林在2018年就与其他研讨者协作,企图创造出受黏液启示的资料。黏液的首要组成部分是黏液蛋白——一种长而瓶刷状的蛋白质,上面附着许多被称为聚糖的糖分子。研讨人员发现,这些黏蛋白破坏了感染性细菌的许多要害功用,包含它们排泄毒素、彼此沟通和附着在细胞外表的才能。

这些特征促进许多科学家企图制作出能够协助防备或医治细菌感染的人工版别。但是,黏蛋白太大了,很难精确地仿制它们的结构。每个黏蛋白聚合物都有一个由数千个氨基酸组成的长骨架,许多不同的聚糖能够附着在这些骨架上。

在新的研讨中,研讨人员决议把要点放在聚合物的骨架上。为了仿制它的结构,他们使用一种叫做开环易位聚合的反响。在这种反响中,一个含碳环被翻开,构成一个含有碳碳双键的线性分子。这些分子能够结合在一起构生长聚合物。

为了制作聚合物,研讨人员使用了Schrock(2005年因开发驱动这种反响的催化剂方面奉献获得了诺贝尔化学奖)的催化剂,这种催化剂是根据钨的,能够构成顺式的黏蛋白仿照聚合物。他们将这些聚合物与另一种钌基催化剂发生的聚合物进行了比较。钌基催化剂发生反式聚合物。他们发现顺式版别更类似于天然黏蛋白,也就是说,它们构成了十分细长的水溶性聚合物。相反,反式聚合物构成的小球集合在一起,而不是扩展开来。

仿照黏蛋白

研讨人员随后测试了组成黏蛋白仿照天然黏蛋白功用的才能。研讨人员发现,当接触到霍乱弧菌发生的毒素时,长形顺式聚合物比反式聚合物更能捕获毒素。事实上,组成的顺式黏液仿照物乃至比天然发生的黏液更有用。

研讨人员还发现,它们的拉长聚合物比反式聚合物更简单溶于水,这能够使它们用于眼药水或皮肤润肤霜等使用。

现在他们能够制作出有用仿照实在黏液的组成黏液,研讨人员方案研讨黏液蛋白的功用在不同的多糖附着在骨架上时是怎么改动的。经过改动聚糖的组成,他们期望开宣布能按捺多种微生物毒力途径的组成黏蛋白。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:

https://phys.org/news/2021-03-synthetic-mucus-mimic-real.html

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.0c01569