玻璃芯片可以让研究人员一次测试超千种突变酶
发布时间：2021-07-27 11:40:53
文章来源： 中国科学报
人们要弄清蛋白质或酶是如何工作的，以及了解基因突变如何影响这些对生命至关重要的分子，往往需要数年时间。研究人员必须一个个地改变分子
人们要弄清蛋白质或酶是如何工作的，以及了解基因突变如何影响这些对生命至关重要的分子，往往需要数年时间。研究人员必须一个个地改变分子中的氨基酸，产生变异的酶，并测试变异如何影响酶的机能。
现在，一种蚀刻有微小通道的玻璃芯片，可以让研究人员一次测试超千种突变酶，并将时间缩短到几个小时。
近日，发表在《科学》上的一篇论文描述了这种名为“高通量微流体酶动力学”(HT-MEK)的新系统，如何为科学家研究致病蛋白质、开发分解环境毒素的酶，以及理解不同物种之间的进化关系提供一种更快的方法。
为开发HT-MEK，美国斯坦福大学的生物工程师Polly Fordyce和生物化学家Daniel Herschlag等人工作了6年，最终制成了一个价值10美元、约7平方厘米大小的芯片。该芯片包含1568个微孔，每个孔包含一种变异的酶和一个微流控系统，后者可以同时向所有突变体输送试剂。
为了测试这个系统，Fordyce和Herschlag选择了一种叫做PafA的细菌酶，这种酶可以改变其他蛋白质。通过设计DNA序列，他们将PafA的526个氨基酸分别替换成不同的氨基酸，从而创建了一个突变酶“库”。机器人将这些DNA序列放入芯片的单个孔中并添加试剂，使蛋白质得以生成。然后，研究人员向该芯片中添加了一种化学物质，这种物质经PafA处理后会发光。他们用扫描仪测量了这种化学物质发出的光量——使PafA效力降低的突变会减少光量。
这一系统并非简单地告诉研究人员这个实验成功与否，而是能让他们检查每个突变酶进行反应的速度，并确定化学物质或pH值的变化如何影响酶折叠和功能。“这就像剥下蛋白质的外壳往里面看，看到一幅建筑图。”Fordyce说。
此外，由于一次可筛选如此多的突变体，该系统能让研究人员关注活性位点突变之外的区域。其他区域的突变仍可能通过改变酶折叠或与其他蛋白质结合的方式影响酶的功能。HT-MEK在PafA上确定了161个这样的位点。多年研究这种酶的Herschlag说，突变的影响程度令人惊讶。
(唐一尘)
乐活HOT
-
2022北京龙庆峡冰灯冰雪季冬奥题
赏灯戏雪过大年!1月15日晚，2022年北京龙庆峡冰灯冰雪季在龙庆峡文化广场开幕。龙庆峡景区紧邻冬奥延庆赛区，今年的冰灯冰雪季加大了冬奥文
-
运动、食补等成年轻人生活常态
护肤养颜美丽人惜命养生打工人激情参与体验派随缘佛系小乖乖学术养生小专家快乐负重撸铁人——经此一疫，年轻人也给自己贴上了惜命的标签。
-
2022北京年货节的网上年货节专场
昨日，由北京市商务局主办，北京老字号协会、北京市餐饮行业协会承办的2022北京年货节在丰台区大悦春风里正式启动。本次年货节，是北京消费
-
北海公园总面积1.5万平方米的天
为助力北京冬奥城市文化活动，让市民和游客感受冰雪活动乐趣，1月12日，北海公园总面积1 5万平方米的天然冰场正式开放，预计将持续至2月4日
-
正值泡温泉旺季 不少景点都推出
入冬以来，随着气温逐渐走低，冬季游玩项目成为热门话题。今年元旦假期，湖北省文化和旅游厅的数据显示，滑雪、泡温泉等冬季特色项目受到市
-
武汉大众冰雪季将向2.8万名小学
迎冬奥，在家门口享受冰雪运动。1月17日至2月28日，第八届全国大众冰雪季冰雪嘉年华活动将在武汉全民健身中心开放运营。活动期间，市体育局
-
冬季抑郁有何常见表现? 为何冬
进入冬季，再加上目前疫情在全国多地散发，或多或少影响着我们的心情。那么，在这个特殊的季节和时期，我们如何调适自己的心理呢?今天，河
-
颐和园冰上健体活动正式启动 是
1月10日，颐和园圆梦冬奥，相约颐和冰上健体活动正式启动，冰场总面积约30万平方米，是全市最大一处天然冰场。北京青年报记者了解到，冰场
-
不建议14岁以下儿童专门检测幽门
近日，美国卫生及公共服务部发布了第15版致癌物报告，其中幽门螺旋杆菌慢性感染被明确标为可致癌。这一话题迅速登上热搜。根据世界胃肠病组
-
210个药品注册证书被注销 包括
国家药品监督管理局官网近日发布公告，注销210个药品注册证书，其中包括多个品牌的去痛片。日常生活中，不少市民出现头痛、腹痛、月经痛、
娱乐LOVE
2022北京迎春年宵花展正式开幕 市民
昨日，2022北京迎春年宵花展正式开幕，市民可以前往全市11家大中型花卉市场和5家园艺驿站选购年宵花卉，为家里增添一份喜庆的节日氛围。北
京雄高速公路北京段永定河特大桥再传
1月12日，京雄高速公路(北京段)全线重点控制性工程永定河特大桥再传捷报，经过16个小时的昼夜作战，作为京雄高速公路全线最大盖梁的永定河
2021年河南住房公积金业务网上办结量
1月12日，记者从省住房城乡建设厅获悉，2021年全省住房公积金业务网上办结量6857 96万件，同比增长65 77%。据介绍，近年来，我省持续深化住
地下停车场停车位上无法安装充电桩
郑州高新区市民茅先生向顶端新闻·河南商报记者反映，他于2021年8月底购买了一辆新能源混动汽车，想在停车位上安装充电桩给车辆充电，但物
郑州原计划2022年投放的10万辆共享助
2021年，郑州市民曾收到共享助力车要进驻的好消息，但消息还没飞多久，2021年年底，黄牌电动车退市延期，又打乱了共享助力车在郑州面世的步
精彩推送
纽约邮报：锡伯杜期待与雷迪什合作
直播吧1月16日讯根据此前报道，尼克斯送出诺克斯和2022年受保护的首轮签（来自夏洛特黄蜂），从老鹰得到雷迪什、所罗门-希尔和2025年的次轮签
恩比德：我可能是全联盟上半场表现最
直播吧1月16日讯在今日结束的一场比赛中，76人以109-98击败热火。赛后，恩比德接受了媒体采访。谈到自己本场比赛表现，恩比德表示：“我上半场
-
今日进行的一场CBA常规赛，北京队击败山西队。林书豪本场比赛出战22分钟，16中9得到20分6板6助3断。他在赛后接受采访时心情有些激动，不禁落下
纳什：克拉克斯顿和阿尔德里奇将与球
直播吧1月16日讯在今日结束的一场比赛中，篮网以120-105战胜鹈鹕，赛后篮网主教练纳什接受了媒体采访。纳什在采访中透露，克拉克斯顿与阿尔德
活塞球员弗兰克-杰克逊昨日刚刚解除
直播吧1月16日讯据活塞随队记者JamesEdwards报道，活塞球员弗兰克-杰克逊再次触发健康安全协议，将缺席明日与太阳一战。值得一提的是，弗兰克-
湖人37分劣势惨败掘金 进攻搞不好
引言：湖人今天以37分的劣势惨败给丹佛掘金，整场比赛下来紫金军团可谓毫无招架之力，原本只是西部第七与西部第六的对决，结果怎么如此让人大
马龙：35岁的杰夫-格林运动能力还很
直播吧1月16日讯NBA常规赛，掘金133-96战胜湖人。赛后，掘金主教练马龙接受了采访。当谈到队员杰夫-格林时，马龙说道：“总的来说，我认为杰夫
国王记者：霍姆斯和达米安-琼斯的状
直播吧1月16日讯此前，国王内线霍姆斯和达米安-琼斯因为健康安全协议缺席了数场比赛。据国王记者JasonAnderson最新报道，霍姆斯和琼斯的状态已
-
【热门赛事】约基奇三双杰夫26分詹姆斯25+9掘金37分大胜送湖人3连败NBA常规赛继续进行，掘金主场迎战湖人，掘金本赛季因为伤病成绩并不理想，
纳什：夏普对篮板球有敏锐的嗅觉 爱
直播吧1月16日讯在今日结束的一场比赛中，篮网以120-105战胜鹈鹕。赛后篮网主教练纳什谈到了球队新秀的表现。纳什表示：“他们都很棒，这就是
哈登常规赛第20次单场至少25分15助
直播吧1月16日讯NBA常规赛，篮网在主场以120-105击败鹈鹕。此役，篮网球星詹姆斯-哈登出场40分10秒15投9中，三分球5中2、罚球8中7，攻下27分8
比卢普斯：我在安芬尼-西蒙斯身上看
直播吧1月16日讯今日NBA比赛，开拓者客场115-110力克奇才。赛后开拓者主教练比卢普斯谈到了安芬尼-西蒙斯。比卢普斯表示：“他正在成为所有人
道苏姆：我得到最大的赞扬是教练让我
直播吧1月16日讯今日公牛客场以112-114惜败凯尔特人，公牛新秀道苏姆赛后接受了媒体采访。谈到自己的表现，道苏姆表示：“我必须快速成长，从
【中字】篮网爱德华兹：知道拿到上场
关注篮网最前线，获取更多篮网资讯嗷
【中字】哈登：过去一年都没机会阵容
——上一场失利让人失望今天是带着能量打球的——新秀进入轮换后表现都很出色——杜兰特的受伤让人难过希望他不会缺席太久——期待全队回归为
约基奇获得生涯第65次三双 追平哈登
直播吧1月16日讯在今日结束的一场NBA常规赛中，掘金主场133-96大胜湖人。掘金球星约基奇出场28分10秒，12投7中，拿到17分12篮板13助攻的三双数
波尔津吉斯谈复出：第一场不想用力过
直播吧1月16日讯今日常规赛，独行侠108-92战胜魔术。赛后独行侠前锋波尔津吉斯接受了记者的采访。谈到自己复出首战，波尔津吉斯说道：“我就是
今天发布会干嘛穿西装？约基奇打趣：
直播吧1月16日讯在今日结束的一场NBA常规赛中，掘金主场133-96大胜湖人。掘金球星约基奇今日穿着一身西装参加了赛后新闻发布会。在发布会掘金
20分18秒！约基奇今日三双历史第四快
直播吧1月16日讯在今日结束的一场NBA常规赛中，掘金主场133-96大胜湖人。掘金球星约基奇仅用20分18秒的出场时间就得到三双。据统计，这是NBA历
湖人VS掘金述评：杀敌八百自损一千？
掘金第三节91-71领先湖人20分之际，全队三分球为恐怖的21投15中，即使在训练赛都很难投出这样现象级的三分表现，掘金的三分机会究竟从何而来？
麦克米兰：雷迪什休赛期就曾希望离队
直播吧1月16日讯今日，老鹰主教练麦克米兰在接受采访时谈到昔日弟子卡姆-雷迪什。麦克米兰说道：“我曾经与雷迪什进行了多次交谈，我真的非常
威少：魔术师有权发表自己的意见 但
直播吧1月16日讯今日NBA常规赛，湖人96-133惨负掘金37分，威少赛后接受了媒体采访。魔术师赛后更推表示：“我们的湖人球迷可以接受失败，但是
连续杀伤内线无奈输球！陶汉林罚球14
直播吧1月16日讯山东不敌浙江，陶汉林此役未能救主。全场比赛，陶汉林出战37分12秒，投篮8中6，罚球14中8，得到20分9篮板3助攻1抢断，正负值+1