細(xì)胞膜保護(hù)人類細(xì)胞不受外界侵?jǐn)_，這是一道很難穿越的分子屏障。日前，研究人員們構(gòu)建了*人造轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，能夠攜帶特定原子跨越細(xì)胞膜。這一成果開辟了一個(gè)新領(lǐng)域，能為納米科技、醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域提供幫助。絕大多數(shù)生物分子都無法穿過脂質(zhì)的細(xì)胞膜，細(xì)胞需要通過轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白來獲取營(yíng)養(yǎng)和清除代謝廢物。這些精妙的分子機(jī)器鑲嵌在細(xì)胞膜中，就像一個(gè)個(gè)鐵面無私的看門人，只在需要的時(shí)候允許特定物質(zhì)出入。為了進(jìn)一步了解轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，研究人員開始嘗試從頭制造這樣的分子機(jī)器。他們通過計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的功能，決定其氨基酸的排列和組成。按照設(shè)計(jì)這個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白應(yīng)該能夠正向轉(zhuǎn)運(yùn)鋅離子，同時(shí)反向轉(zhuǎn)運(yùn)質(zhì)子。他們根據(jù)計(jì)算機(jī)得出的藍(lán)圖，在實(shí)驗(yàn)室中制造了人工分子“Rocker"。Rocker有著特殊的分子動(dòng)態(tài)，能夠在兩個(gè)狀態(tài)之間搖擺。

“我們興奮的發(fā)現(xiàn)研究人員在實(shí)驗(yàn)中成功轉(zhuǎn)運(yùn)了鋅和質(zhì)子，也的確有在兩個(gè)狀態(tài)之間切換，"研究人員說。“而且還表現(xiàn)出很大的選擇性，無法轉(zhuǎn)運(yùn)鈣離子。"

蛋白在細(xì)胞中執(zhí)行了大量的任務(wù)，包括催化、感知等等。學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)執(zhí)行特殊任務(wù)的新蛋白，就能將蛋白所能提供的豐富功能用到各種各樣的領(lǐng)域，比如開發(fā)更好的藥物、智能材料和清潔能源。

“我們這項(xiàng)研究是一個(gè)重要的進(jìn)步，研究表明，計(jì)算機(jī)模擬可以將原子結(jié)構(gòu)和分子動(dòng)態(tài)統(tǒng)一起來，設(shè)計(jì)出能夠執(zhí)行復(fù)雜功能的蛋白，與天然分子機(jī)器媲美，"研究人員說。“這也是設(shè)計(jì)和理解膜蛋白的重要里程碑，這類蛋白一直是生物學(xué)研究中的一大挑戰(zhàn)。"