保罗谢勒研究所PSI的研究人员是第一个通过独立的刚性链接将两种蛋白质连接在一起的人。这种结构元素将两个蛋白质分子以一定的距离和角度固定在一起，就像杠铃把手连接两个重物一样。例如，这种类型的联系可以帮助开发用于疫苗的所谓病毒样颗粒。研究人员今天在《结构》杂志上发表了他们的研究结果。
如果你想把两个蛋白质连接在一起，但又想通过蛋白质桥把它们固定在一定的距离和角度上，那就很难了。连接元素通常过于灵活，使得两种蛋白质靠得太近。这就好像你用一根绳子把两个重物绑在一起。只要你一提起绳子，重物就可以自由摆动，它们就会聚集在一起。然而，当蛋白质分子彼此接近时，它们可以相互作用。蛋白质之间的接触通常会限制结构中运动的自然自由——分子的运动方式与没有与其他蛋白质接触时不同。
柔韧性较低的键可能有很多应用，但设计起来很困难。“通常，很难预测蛋白质折叠的方式和它们在现实中的结构，”Benoit说。也就是说，将几个蛋白质以所需的间距和方向串联在一起通常需要在实验室中进行极其复杂的优化。
Roger Benoit和他的团队现在找到了解决方案。他们使用了一种蛋白质的片段，例如，在人体伤口愈合中起作用。这种蛋白质的一部分形成螺旋状。它的主链是通过侧链之间的相互作用来稳定的。因此，螺旋本身保持完整，并且相当刚性-几乎像硬化钢制成的金属螺旋。通过这种方法，Benoit成功地将几种蛋白质以所需的方式连接在一起。
就杠铃的类比而言，这意味着研究人员现在使用金属螺旋而不是绳子将蛋白质连接在一起，从而保持它们之间的距离恒定。通过这种方式，它们还将两种蛋白质的取向相互设置。
这种刚性连接具有许多实际应用的潜力。除其他外，它们可能有助于开发针对病毒的疫苗，包括SARS-CoV-2。
加拿大研究人员的目标是减少慢性疾病HIV患者的炎症和合并症
进化革命:蛋白质科学及其对药物发现的影响
研究人员开发了一种新的方法来检测神经退行性疾病中的蛋白质聚集体
疫苗通常是通过使病原体失去活性来生产的。它们不再伤害人类，但它们刺激免疫系统产生抗体。在实验室中制备的病毒样颗粒是另一种选择。许多具有病毒特征的表面蛋白质附着在这些类病毒颗粒的表面，这样免疫系统就能检测到它们，然后产生抗体。
类病毒颗粒的一个优点是，因为它们不含病原体的遗传物质，所以它们没有繁殖的机会。由于这个原因，它们比弱病原体更安全，目前正在研究它们对几种病毒的保护作用，如乙型肝炎和人乳头瘤病毒。
有了这种刚性连接器，病毒蛋白可以更精确地附着在这种类病毒颗粒的表面。螺旋结构有限的灵活性提供了优势:“如果颗粒和病毒蛋白之间的连接过于灵活，蛋白质可能会再次折叠，然后它们就不再可用了，”Benoit解释说。免疫系统也不能识别它们。如果蛋白质从颗粒中更多地脱颖而出，并以预定的角度和距离出现，就像间隔物一样，就可以开发出更好、更有效的疫苗。
Benoit希望新的生物材料也能以这种方式被创造出来。这种螺旋可以作为与其他蛋白质结合的基石。在未来，研究人员可能能够构建3D蛋白质支架，例如，代替一块骨头。“或者你可以用它将蛋白质组合成长串，创造出新的丝绸状纺织品，甚至可以生物降解。”
PSI和世界各地的研究机构正在研究蛋白质结构的研究人员也将受益于这种新方法。这是因为通过刚性螺旋连接的蛋白质分子可以被优化，这样它们就可以结晶，同时在晶体中保持自然的运动自由。这将使检查它们的结构变得更容易。利用蛋白质晶体结构分析的新方法，例如，使用PSI的x射线自由电子激光器瑞士fel，甚至可以观察到蛋白质的活动，例如当膜泵将物质输送出细胞时。
这项研究的结果今天发表在《结构》杂志上。
