Popular science work
據新一期《科學》雜志報道,美國加州大學圣迭戈分校科學家發現了生物界迄今最大的蛋白質,比此前已知的最大蛋白質——人類肌聯蛋白還要大約25%。研究人員表示,這是蛋白質界的“珠穆朗瑪峰”。這項研究不僅揭示了藻類能進化出制造復雜毒素的生物機制,還發現了此前未知的化學物質組合策略,拓寬了人們對生物學潛力的認識,有望為新藥和新材料的開發提供新的思路。
研究人員在研究小三毛金藻如何產生導致大量魚類死亡的毒素時,發現了這種蛋白質,并將其命名為PKZILLA-1。PKZILLA-1長度驚人,達到137000個堿基對,編碼蛋白質由45212個氨基酸組成,是迄今鑒定出的最大的蛋白質編碼基因。而肌聯蛋白存在于人類肌肉中,有35000個氨基酸,長度為1微米。
研究表明,PKZILLA-1和另一種超大型但并未破紀錄的蛋白質PKZILLA-2,是制造溶血性魚毒素的關鍵。溶血性魚毒素是一種大型復雜分子,屬于藻類毒素。
當研究人員完成PKZILLA蛋白的組裝后,對這些蛋白的巨大體積感到震驚。PKZILLA-1蛋白的質量達到創紀錄的470萬道爾頓;PKZILLA-2蛋白也非常龐大,質量達到320萬道爾頓。而肌聯蛋白的質量可達到370萬道爾頓,大約比典型蛋白質大90倍。
PKZILLA-1和PKZILLA-2的發現,也揭示了藻類制造這些獨特且結構復雜毒素的細胞“生產線”。對這些毒素制造過程的深入理解,有助改善對這種有害藻類暴發的監測工作,或對科學家合成用于醫療或工業領域的新化合物非常有用。