10月16日，美国华盛顿大学蛋白质设计研究所David Baker课题组在《自然-材料》上发表最新研究论文，介绍了一种通过多级正交的蛋白质-蛋白质相互作用来精确设计蛋白质三维晶体的计算方法。《自然-材料》同期也刊登了对本研究的评述文章。

“蛋白质结晶一直依赖于大量的实验工作和偶然的运气，而这篇论文报道展示了从头精确设计全新的蛋白三维晶体的可能性。”论文第一作者李喆博士在接受《中国科学报》采访时表示。

“这些从头设计的蛋白质晶体将作为一种将三维自组装信息编码在一维序列中的新型生物材料在生物医学、传感检测、化学分离等创造全新的可能性。”论文共同第一作者王顺智博士在接受《中国科学报》采访时表示。

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李喆（左）和王顺智（右）   受访者供图

他们设计了三种全新的蛋白质三维晶体，包括金刚石和体心立方多种对称性。当两种设计的蛋白质多聚体在溶液中混合时，它们会逐级自组装成多面体纳米笼，并进一步通过设计的相互作用组装成为三维晶体。X射线衍射表征出的晶体结构与计算设计的结果在原子级别的精确程度上高度吻合。

从头设计的蛋白质三维晶体有很多特殊的性质。它们有很高的溶剂比例（大于80%）、突出的热稳定性（可高压蒸汽灭菌）、可在细胞裂解液中自组装、并可通过进一步设计精细调控晶胞参数。此外，这些晶体被进一步作为结构支架制备金纳米粒子的三维超晶格，其动态可控的光学性能有望应用于光学仪器。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41563-023-01683-1