science20130111-1

来自英国曼侧斯特大学的研究人员研发出了高度复杂的人造分子装置,该分子装置基于轮烷分子的结构,沿着分子轮轴,不断结合其路径上的氨基酸,按照序列特异性的方式来合成肽链。这一发明可谓在实验室内掀起了一场微尺度的工业革命。

-2013年1月11日《科学》

中文翻译


【题目】人造小分子装置合成序列特异性的肽链

【译文】核糖体按照信使RNA决定的序列顺序结合不同的氨基酸,最终合成完整的蛋白质。本研究描述一种人工设计的小分子装置的结构、合成和使用方式,这一装置沿着分子链,不断“拾起”妨碍其前进的氨基酸,按照序列特异性的方式来合成肽链。该装置的化学结构基于一个称作轮烷的分子,轮烷是一个环状分子以螺纹的形式缠绕一个分子轮轴而形成的超分子体系。环状分子携带的硫醇盐基团按顺序从分子轮轴上不断移除氨基酸,然后,通过天然化学连接作用,再将它们转移到肽链延伸位点。合成实验证实1018多个这样的分子装置可并行工作;这一过程可产生毫克量的肽链,经串联质谱确认,这些肽链具有单一序列。

英文原稿


[Title]: Sequence-Specific Peptide Synthesis by an Artificial Small-Molecule Machine  

[Authors]: Bartosz Lewandowski, Guillaume De Bo, John W. Ward, Marcus Papmeyer, Sonja Kuschel, María J. Aldegunde, Philipp M. E. Gramlich, Dominik Heckmann, Stephen M. Goldup, Daniel M. D’Souza, Antony E. Fernandes, and David A. Leigh

[Abstract]: The ribosome builds proteins by joining together amino acids in an order determined by messenger RNA. Here, we report on the design, synthesis, and operation of an artificial small-molecule machine that travels along a molecular strand, picking up amino acids that block its path, to synthesize a peptide in a sequence-specific manner. The chemical structure is based on a rotaxane, a molecular ring threaded onto a molecular axle. The ring carries a thiolate group that iteratively removes amino acids in order from the strand and transfers them to a peptide-elongation site through native chemical ligation. The synthesis is demonstrated with ~1018 molecular machines acting in parallel; this process generates milligram quantities of a peptide with a single sequence confirmed by tandem mass spectrometry.

原文地址

http://www.sciencemag.org/content/339/6116/189.abstract

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