그러나 Nature Communications 저널에 발표 된 획기적인 연구는이 생물학적 수수께끼에 대해 밝혀졌습니다. 캘리포니아 대학교, 버클리 및 로렌스 버클리 국립 연구소의 연구원들은이 결정질 구조의 형성을 조율 할 때 단백질 분자의 복잡한 춤을 발견했습니다.
이 과정의 핵심에는 미생물의 외부 껍질의 필수 구성 요소 인 S-Layer라는 단백질이 있습니다. S- 층 단백질은 독특한 특성을 나타냅니다. 두 가지 다른 유형의 결정 구조, 육각형 및 사각형으로 자체 조립 할 수 있습니다. 이 구조는 미생물의 전체 표면을 덮는 육각형 및 정사각형 타일의 매혹적인 패치 워크를 형성하여 구조적 무결성과 운동성을 제공합니다.
최첨단 이미징 기술과 분자 시뮬레이션의 조합을 사용하여 연구자들은 S- 레이어 단백질의 동적 거동이 결정으로 조립 될 때 관찰했습니다. 그들은 단백질이 16 각형과 정사각형 패턴으로 결정화되기 전에 연못에서 표류하는 뗏목처럼 클러스터로 자발적으로 구성되어 있음을 발견했습니다. 이 과정은 단백질의 서로와 주변 환경의 상호 작용에 의해 주도됩니다.
연구원들은 결정의 형태를 결정하는 주요 분자 상호 작용을 확인했습니다. 예를 들어, S- 층 단백질의 아미노산 서열의 미묘한 변화는 이들이 육각형 또는 정사각형 결정을 형성하는지에 영향을 미친다. 이 발견은 단백질이 분자 조성에 기초하여 자기 조직화 할 수있는 절묘한 정밀도를 보여준다.
이 연구는 Methanocaldococcus jannaschii의 외부 껍질의 조립에 대한 더 깊은 이해를 제공 할뿐만 아니라 단백질 결정화에 대한 통찰력을 제공합니다. 즉, 바이러스와 같은 바이러스 및 광물의 형성을 포함하여 다양한 생물학적 시스템에서 관찰 된 현상입니다.
더욱이,이 연구는 단백질 조립을 정확하게 제어하는 능력이 맞춤형 특성을 갖는 새로운 재료 및 구조의 설계를 초래할 수있는 나노 기술 및 재료 과학에 잠재적 인 영향을 미친다.
단백질이 결정 타일의 형성을 조정하는 방법의 발견은 생물학적 시스템의 놀라운 복잡성과 우아함을 강조합니다. 그것은 자기 조립 프로세스를 사용하여 자연의 광채를 상기 시켜서 현미경 규모로 복잡하고 기능적인 구조를 생성합니다.
