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化学进展 2010, Vol. 22 Issue (06): 1203-1211 前一篇   后一篇

• 综述与评论 •

蛋白质功能的扩展与人工金属结合位点的理性设计

林英武*   

  1. (南华大学化学化工学院 衡阳 421001)
  • 收稿日期:2009-08-31 修回日期:2009-11-14 出版日期:2010-06-24 发布日期:2010-05-05
  • 通讯作者: 林英武 E-mail:ywlin@illinois.edu

Expanding Protein Functionalities by Rational Design of Artificial Metal-binding Sites

Lin Yingwu*   

  1. (School of Chemistry and Chemical Engineering, University of South China, Hengyang 421001, China)
  • Received:2009-08-31 Revised:2009-11-14 Online:2010-06-24 Published:2010-05-05
  • Contact: Lin Yingwu E-mail:ywlin@illinois.edu

生物体系中金属离子在调节金属蛋白的结构和功能中发挥着至关重要的作用。本文综述了利用人工金属结合位点的理性设计来扩展蛋白质功能范围的研究进展,包括在蛋白分子内部通过探索潜在的结合金属位点、重新设计已有的金属结合位点、以及设计全新的金属结合位点的方法来设计人工金属结合位点,和在蛋白分子表面进行设计,来获得结构及功能的转化、研究与纳米材料间的相互作用、以及进行蛋白质分子的自组装。这些研究进展极大地丰富了我们对金属蛋白结构与功能关系的认识。同时,也赋予了我们控制及利用感兴趣蛋白的能力。

Metal ions play crucial roles in mediating the structure and function of metalloproteins in biological systems. This review summarized the progress of using rational design of artificial metal-binding sites to expand the functional diversity of proteins, which includes designing artificial metal-binding sites within protein scaffolds by exploring potential metal-binding sites, redesigning existing metal-binding sites, or designing new metal-binding sites, and on the protein surfaces to achieve structural and functional conversions, study interactions with nanomaterials, or perform proteins self-assembly. These progresses greatly enriched our knowledge of the structure-function relationships of metalloproteins, and also endowed us the ability of controlling and utilizing a protein of interest.

Contents
1 Introduction
2 Design of Metal-binding Sites within Protein Scaffolds
2.1 Exploring Potential Metal-binding Sites
2.2 Redesigning Existing Metal-binding Sites
2.3 Designing New Metal-binding Sites
3 Design of Metal-binding Sites on Protein Surfaces
3.1 Structural and Functional Conversions
3.2 Interactions with Nanomaterials
3.3 Proteins Self-assembly
4 Conclusions and Outlook

中图分类号: 

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