哈佛医学院的研究人员已经改进了微小纳米圆盘的设计 - 细胞膜的合成模型用于研究控制进入和离开细胞的蛋白质。这些增强功能为病毒如何感染细胞提供了前所未有的视角。

新的纳米圆盘比以前的版本更稳定，并且第一次可以制成几种精确的尺寸和形状。

“我们终于有一个明确的环境，我们可以研究病毒或其他蛋白质如何与膜蛋白质相互作用，并获得前所未有的细节，”HMS的生物化学和分子药理学Elkan Blout教授，该研究的高级作者Gerhard Wagner说。研究。

设计改进意味着科学家现在可以在显微镜下观察病毒 - 在这种情况下，脊髓灰质炎病毒 - 与纳米圆盘对接，打开毛孔并注射其遗传物质。

“病毒学的主要目标之一是逐步了解病毒如何进入细胞并制作'分子电影'，”第一作者，瓦格纳实验室研究员Mahmoud Nasr说。“希望这些纳米圆盘能帮助我们收集有关这一过程的更多细节，以便我们设计疫苗和小分子药物来禁止病毒进入。”

此外，在核磁共振(NMR)光谱仪中嵌入不同的蛋白质并在其中翻转它们提供了比以前更可能的蛋白质结构和动力学图像，帮助研究人员更好地了解蛋白质在体内的功能。

皮带弯曲

磷脂双层纳米圆盘基本上是由一对蛋白质带束缚在腰部周围的脂肪束。脂肪或脂质形成与天然细胞膜类似的双层。然后科学家可以将膜蛋白嵌入双层中。

纳米圆盘在21世纪初出现，作为超大或不稳定或需要洗涤剂的其他膜替代物的替代物，其干扰天然蛋白质动力学。但纳米圆盘出现了自己的问题。例如，研究人员无法以一致的尺寸制作它们，从而导致测试结果失败。

瓦格纳的研究小组认识到，问题可能在于纳米圆盘周围的蛋白质带张开，因此圆盘膨胀时脂质含量不均匀。

果然，当科学家做了一些花哨的化学反应来扣带时，纳米圆盘的尺寸范围要窄得多。随着时间和NMR实验所需的高温，圆盘也更好地保持在一起。

研究人员发现，它们可以缩短或延长皮带并仍然将它们关闭，从而使纳米圆盘能够定制尺寸以适应特定的膜蛋白。到目前为止，他们制造了直径分别为9,11,15和50纳米的圆盘。

能够控制纳米圆盘的尺寸扩展了工具对一系列蛋白质和技术的有用性。例如，NMR需要小的圆盘和蛋白质，而电子显微镜通常需要较大的圆盘和蛋白质。

“你不能使用小型纳米圆盘研究巨大的蛋白质复合物或研究病毒，这需要最小的表面积才能形成毛孔，”Nasr说。