汞作为一种剧毒金属,能干扰细胞功能,威胁生物健康。自然界进化出蛋白质来捕获汞,防止其产生危害。美国新罕布什尔州汉诺威的Dean E. Wilcox及其团队研究小合成肽如何模拟天然蛋白质基序,以解毒汞污染。
该团队分析了三种肽:GGGC2肽和两种含MXCXXC基序的肽(N-MerApep和MerPpep)。MXCXXC基序常见于金属结合蛋白,能协调锌、镉和汞等金属。通过等温滴定量热法,他们发现这些肽通过双硫醇盐配位结合金属,即半胱氨酸硫醇提供电子并取代质子。
结合强度显示显著差异。锌和镉以中等亲和力结合,主要受熵驱动。汞则以超高亲和力结合(log K > 40),比锌或镉强数十亿倍。这种稳定性源于强Hg-硫醇盐键和MXCXXC基序的精确定位,提供额外焓增益。GGGC2肽因半胱氨酸间距较宽,结合较弱(log K ≈ 23.9)。这些发现解释MXCXXC基序如何高效捕获汞,同时保持结合其他金属的灵活性。
这项研究有助于开发污染清理技术和智能材料,模仿自然界的金属捕获机制,保护人类健康。









