给大家分享一篇nature chemistry上的文章Precisely patterned nanofibres made from extendable protein multiplexes，本文通讯作者是来自华盛顿大学的David Baker教授，其研究方向为蛋白质结构预测与设计等。
循环对称性和超螺旋对称性在自然界中十分常见，但很少有系统同时具有循环和内部超螺旋对称性且对称轴重合的情况。这种几何形态各单体基元可以根据内部超螺旋对称性轻松地进行扩展，使新添加的部分与其循环对称的对应物产生与原始单体基元相同的相互作用。本文中希望基于循环螺旋重复蛋白（CHRs）系统地生成具有共享循环和超螺旋对称轴的蛋白质纳米结构。
重复蛋白由一个不对称的结构基元在单个蛋白链中串联多次组成。作者首先利用片段组装方法生成了各种形状的重复蛋白单体，再计算重复单元的超螺旋轴，并放置两到八个单体在超螺旋轴周围。最后计算确定能形成无主链碰撞并具有广泛螺旋-螺旋分子间接触的循环组装结构的氨基酸序列。作者首先使用Rosetta方法如FastDesign与PackRotamer，但最终通过proteinMPNN获得了更好的设计结果，并选择与AlphaFold2与AlphaFold multimer预测结构相匹配的设计出的复合物进行实验表征。在表达出这些设计的蛋白并解析结构后发现，这些结构有从C2到C6不同的对称性。进一步地，作者纯化出这些验证了结构的蛋白质寡聚物后，发现这些结构可沿超螺旋轴再一次进行组装与延伸。
虽然这种组装形式能够无限延伸，但其单体间接触面太小，脱靶效应可能会随着链长增加越来越严重。这些寡聚体的两端亲水，而中部疏水。作者设想了一个“错位”的组装方式，即将寡聚体中部转变为亲水的结构，使其交错组装。利用此思路重新设计后，作者分离纯化表达出的蛋白并测定了结构，发现符合设计的结构特征并形成了蛋白纤维。
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41557-023-01314-x.pdf文章引用：10.1038/ s41557-023-01314-x
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