科學家表示，藉助計算機定製設計的蛋白質可以對抗神經毒氣等化學武器，並幫助淨化有毒廢物場地。
近年來，蛋白質的計算機設計取得了巨大進展，開發出了具有新型結構和特性的分子。然而，很少有工作致力於將金屬納入這些計算機設計的分子中。金屬是許多蛋白質的關鍵高活性部分——例如，血液蛋白血紅蛋白中的鐵有助於它在我們的體內運輸氧氣。
現在，研究人員已使用計算機設計出一種含有鋅的蛋白質，它可以降解分子，其方式與二戰期間德國製造的、攻擊神經系統的大規模殺傷性武器沙林毒氣相似。
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華盛頓大學的計算生物學家薩加爾·卡爾告訴《創新新聞日報》：“在蛋白質中計算重新設計金屬位點的能力為使用金屬離子執行人類感興趣的新的和有用的反應開闢了許多機會——例如，降解化學毒素和合成新的藥物分子。”
科學家首先分析了大約150種已知的含鋅酶。這項研究幫助他們識別出12種具有可以重新設計以進行新反應的形狀。
沙林是一種被稱為有機磷酸酯的分子，其中還包括許多在有毒廢物場所發現的農藥和汙染物，當局迫切希望對其進行處理。由於大自然沒有時間提出可以有效分解這些相對較新的化合物的催化劑，“我們決定看看是否可以加快這一過程”，卡爾說。
其中一種新的酶，一種重新設計的小鼠蛋白質，分解與沙林類似的有機磷酸酯的效率比其原始對應物高約1000萬倍。
卡爾說：“這是一項概念驗證工作，該設計的酶不是針對實際的神經毒劑開發的。但是，由於該方法是完全通用的，因此應該可以將其用於開發解毒劑和淨化劑。”
卡爾說，改進新酶的計算設計的一個目標是“能夠為我們尚未見過的新的化學戰劑提出降解策略：快速、高效且廉價”。“下一步是開發針對實際神經毒劑降解的催化劑，並將這些方法擴充套件到其他環境毒素的降解。”
卡爾、大衛·貝克及其同事於2月5日在《自然化學生物學》雜誌上線上詳細介紹了他們的發現。（《大眾科學》是自然出版集團的一部分。）
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