研究人员开发了一种调节生物分子受体亲和力和协同作用的方法

我们的生物过程依赖于通讯系统-细胞信号-触发靶细胞内和靶细胞之间的链式反应以产生反应。这些通常复杂的通信的第一步是分子与细胞上或细胞内的受体结合的瞬间，促使变化触发可触发在系统中传播的更多信号。从食物品尝和呼吸中的血液氧合作用到药物治疗，受体结合是释放多种生物学功能和反应的基本机制。

化学家凯文·普拉克斯科(Kevin Plaxco)实验室的UC圣塔芭芭拉分校的研究人员对生物分子受体的力学产生了浓厚的兴趣，这种生物分子受体在生物技术方面具有巨大的潜在应用，包括生物传感器的设计。在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中，研究人员开发了一种模块化设计方法，用于调节生物分子受体结合的两个重要且通常相反的方面：亲和力和协同作用。

该研究的主要作者加布里埃尔·奥尔特加(Gabriel Ortega)表示：“合作性和亲和力之间需要权衡。” 他补充说，这种平衡行为本质上很普遍。“如果改善系统的一个特性，则很可能会使另一个特性恶化。”

因此，它也具有协同作用，这种性质与多结合位点受体对目标分子浓度的微小变化作出反应的能力有关。亲和力也是如此，亲和力是其结合受体所需的靶分子浓度，这与受体对最小浓度靶分子的敏感性有关。

大自然的开关

奥尔特加解释说：“自然界希望对体内发生的所有过程进行非常严格的调节。” 为了做到这一点，我们的身体需要能够区分靶分子浓度的微小变化，并且在进行合作结合的情况下，对靶标产生更剧烈，更“全有或全无”的反应。浓度变化。

奥尔特加说：“最典型的例子是血红蛋白结合氧。” 这些蛋白质由血细胞携带，具有四个氧结合位点，它们在血液流经肺部时聚集。

第一个绑定事件具有最低的亲和力。他说：“它的作用就像一个看门人，它吸收了很多信号，但是一旦占据了较低的亲和力，其他具有较高亲和力的位点就更容易结合。” 他把它比作一个连接水池的系统，其中第一个水池最深，就像一个水池。一旦饱和，其余的几乎立即充满。

奥尔特加说：“您希望血红蛋白能够在肺部时完全捕获氧气，然后在组织中时完全释放氧气。”他补充说，许多生物过程都需要这种类似数字的反应，其中受体会在信号提示的微小变化之间在几乎完全激活或几乎完全关闭之间穿梭。大脑和神经细胞之间的信号以这种方式运作，肌肉细胞也是如此。