化学与分子工程学院来鲁华教授组与何川教授组
来源:杨超越网 发表于2019-07-06 09:10:38 编辑:周星驰
摘要: 铀是核工业的要害质料。海水中铀的蕴藏量约为45亿吨,是陆地上已探明的铀矿储量的约1000倍,可以说是取之不尽。半个多世纪以来,人们一向致力于从海

  铀是核工业的要害质料。海水中铀的蕴藏量约为45亿吨,是陆地上已探明的铀矿储量的约1000倍,可以说是取之不尽。半个多世纪以来,人们一向致力于从海水中大规划提取铀却未找到有用的办法,其难点在于海水中含铀浓度极低(3.2ppb,约14nM,每吨海水中含铀3.2毫克),而其他各种离子含量很高,然后要求配体分子对铀应具有极高的亲和性及选择性。

  北京大学化学与分子工程学院/定量生物学中心来鲁华教授课题组与芝加哥大学何川教授课题组协作,通过蛋白质规划核算与试验,成功取得关于铀酰离子到达飞摩尔结合才能的“超级”铀结合蛋白。他们根据来鲁华教授课题组曩昔针对蛋白质相互作用规划所树立的“蛋白质要害残基嫁接”战略开展了一种铀结合蛋白质规划办法及程序URANTEIN,从天然界中已存在的结构多样化的蛋白质中核算筛选出适宜的蛋白质结构并进行核算规划改造,从中选出10种蛋白质规划方案进行试验,其间4种蛋白质改造后与铀酰离子结合才能到达纳摩尔。何川教授课题组针对其间一种蛋白质进行了优化改造并结合多种试验手法,得到了具有超高亲和性(飞摩尔,10-15M)及高选择性的铀结合蛋白SUP,所解出的SUP与铀酰离子的复合物晶体结构证明了规划的合理性。他们还将该铀结合蛋白展现于大肠杆菌外表,完成了海水中低浓度铀的高效选择性吸附,为处理海水提铀范畴中长久以来的难题拓荒了一条新途径。这一结果于近期宣布于《天然?化学》杂志上(Nat. Chem. 2019, 6:236-241.)。

  铀酰离子结合蛋白质核算规划进程?

  使用“超级”铀结合蛋白质从海水中提取铀的进程示意图

  该论文宣布后引起了广泛重视,美国化学会的官方杂志《化学与化工新闻》(Chemical Engineering News, 2019, 92(5), 26)在科学技术焦点(Science Technology Concentrates)栏目中报导了这一效果。《天然?化学》杂志在当期上以亮点作业(Highlights)的方式对该效果进行了介绍谈论(Nat. Chem. 2019, 6, 175–177.),指出该效果不仅在海水提铀工程中迈出了重要的一步,并且是金属结合蛋白规划中的一个重要打破。近期,该效果被美国阿贡国家试验室(Argonne National Lab)先进光子源(Advanced Photon Source)评选为年度科研亮点。

  

  何川教授课题组的访问学者复旦大学药学院周璐副教授是该论文榜首作者。一起榜首作者Mike Bosscher博士是何川教授课题组的博士生;一起榜首作者张长胜博士是来鲁华教授课题组的博士后,担任蛋白质规划核算作业。该项研讨得到了阿贡国家试验室Mark P. Jensen教授的大力支持。

  修改:未天

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