近來，華盛頓大學(xué)材料科學(xué)與工程系的Sakshi Yadav Schmid教授及其團(tuán)隊(duì)，利用先進(jìn)的原位原子力顯微鏡（AFM）技術(shù)，深入研究了蛋白胨在云母表面的二維組裝行為。他們觀察了一系列緊密相關(guān)的蛋白胨序列在表面的吸附和組裝，并分析了每個(gè)序列的組裝率與濃度的關(guān)系。此外，他們還測定了蛋白胨的平衡溶解度以及其在不斷生長的二維結(jié)構(gòu)上的附著動(dòng)力學(xué)系數(shù)。
該研究的核心目標(biāo)是理解蛋白胨二維組裝的分子序列、組裝途徑和動(dòng)力學(xué)之間的關(guān)系。研究結(jié)果顯示，即使是生物分子序列的微小變化，也可能對超分子組裝產(chǎn)生顯著影響，從而改變組裝的溶解度和動(dòng)力學(xué)特性。
在表面組裝蛋白質(zhì)和肽的研究中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)與基質(zhì)的相互作用會(huì)導(dǎo)致獨(dú)特的二維相位形成，這是在溶液中無法實(shí)現(xiàn)的。這種二維相位之所以能在界面上產(chǎn)生，部分原因是與表面的靜電相互作用可以減輕生長單元之間的排斥力，以及與從基質(zhì)中釋放的吸附水有關(guān)的組裝熵驅(qū)動(dòng)力。
值得注意的是，盡管最終產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與塊狀溶液中的結(jié)構(gòu)相似，但生長單元與基底之間的相互作用所引發(fā)的結(jié)合自由能的變化，仍然會(huì)改變附著和脫離的機(jī)制，從而導(dǎo)致溶解度的顯著變化以及動(dòng)力學(xué)系數(shù)的序列特異性變化。
總結(jié)來說，這項(xiàng)研究不僅揭示了蛋白胨二維組裝的分子序列與組裝途徑和動(dòng)力學(xué)之間的關(guān)系，而且也指出了未來的研究方向?？茖W(xué)家們面臨的挑戰(zhàn)在于，如何通過精確的分子模擬來預(yù)測這些底物和序列依賴性的變化。隨著數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法的不斷增強(qiáng)，我們有望在未來取得更多突破性的成果。
