纳米化学模体构建的新对象：病毒

　　

La Jolla, CA.2002年2月1日消息：Scripps研究所及Skaggs生物化学所的研究人员，联合运用化学和分子遗传学技术，已找到了把一大类的化学分子加到病毒表面的方法。粘附分子的特性能增强病毒的能力。

在最近一期的Angewandte Chemie杂志中（编者注：文章未能找到，需要文章的详细信息请联系Robin B. Goldsmith 858.784.8134），Qian Wang, Tianwei Lin, Liang Tang, John E. Johnson, and M.G. Finn等科学家描述了他们的技术，该技术可能会在材料科学，药学及分子电子学领域有新应用，其中特别令人翘首期待的可能前景，是在病毒表面建造传导这些分子的电路，构建分子水平计算机的部件，或一种新类型的“纳米线路”。

“我们已经证明，在合适条件下，我们能把60种分子加到病毒表面，” TSRI分子生物学系的Johnson教授说道。

TSRI化学系及Skaggs生物化学所的副教授，Finn补充道：“我们使用的选择有机化学赋予了病毒粒子新特性。”

大自然是原子水平的建筑师，而纳米技术领域正是从分子水平模仿了这位建筑师的某些技能。“nano”在纳米技术上指纳米的希腊文前缀，或者十亿分之一米—分子计量的一种尺度。

研究中使用的病毒是一种被称作“豇豆花叶病毒”的植物病毒，这种病毒在显微镜下呈贝壳状。贝壳的直径30纳米左右，并由一种病毒蛋白60个同一拷贝组成。病毒外形是二十面体，这提供了粘附分子的60个等效粘附面。

作为生物物理学家，Johnson研究这种病毒的结构和功能已有20多年。近年来他开始和分子生物学家合作，以期改变病毒的遗传组分，从而把新的表达引入病毒的60个单元中。

在现阶段的研究中，科学家在病毒中插入了一种肽，这种肽含有特别活跃一种氨基酸残基--半胱氨酸。在肽被插入后，除了将活性半胱氨酸呈于病毒表面之外，病毒的结构仍未改变。

作为化学家， Finn知道将怎样处理这些表面半胱氨酸。

通过化学操作，病毒中的半胱氨酸能连接其他的分子。研究小组将荧光染料及金属分子簇标记半胱氨酸残基，选择染料及金属分子簇进行标记是因为它们成像比较容易。

他们称现阶段做的还是原理证明性的工作，这仅是研究的起点。他们也已成功的将蛋白生物素（维生素B类），糖类，及其他的一些有机分子粘附到病毒表面。这种技术能把大分子固定在病毒表面—甚至整个蛋白质表面。

“我们能在病毒表面添加我们想添加的任何东西，” Johnson.说道。

另外，Finn和Johnson发现半胱氨酸也能被双重标记：把半胱氨酸同时置于病毒壳状表面和内部，创出一种粘附部位的新模式，这种模式能引进新的化学特性。

通过添加合适的分子，病毒的稳定性，可溶性，层析特性可按我们的意愿转变。病毒粒子也能自我组装成结晶网络阵列，这使其成为各种纳米技术应用的有效构筑模型。

“通过构建模型的程序化，你可以大体上判断你所要组装的类型。”

研究论文"Icosahedral Virus Particles as Addressable Nanoscale Building Blocks"的作者是Qian Wang, Tianwei Lin, Liang Tang, John E. Johnson,及M.G. Finn。这篇论文将发表在2002年2月1日的Angewandte Chemie.上。

研究资金来自Skaggs生物化学所，海军研究办公室，David and Lucille Packard学科联合项目，及国立健康研究院。

　

(基因潮)