【Science】科学家发明黑色素合成新方法

人类皮肤、头发和眼睛中含有的黑色素是一类天然色素，可以保护人类不受紫外线辐射和自由基的损害。科学研究还发现，黑色素具有导电性、粘性以及储能能力。

聚合色素 （来源：Matej Vakula，NYC）

为了开发黑色素的这些优点，来自纽约市立大学（City University of New York, CUNY）的科学家开发了一种新方法，利用新方法获得的材料不仅可以模拟黑色素，还能够控制其特殊性质的表达。相关论文发表在近日的Science上。新发现可以促进相关化妆品和生物医药的发展。

DNA和蛋白质等生物高分子的分子结构是有序的，结构和性状表达之间可以建立直接的联系。黑色素分子结构没有规律性，因此很难建立结构和功能之间的关系。研究人员难以完全开发黑色素的性能，因为实验室合成黑色素会受到无序分子结构的阻碍。

“我们利用由三个氨基酸缩合成的三肽来获得一系列精确控制的分子结构，”CUNY研究生院高级科学研究中心（Advanced Science Research Center, ASRC）纳米科学所主任Rein V. Ulijn说，“我们惊奇的发现，氧化这些三肽结构之后，聚合色素呈现出一系列颜色，从浅米色到深棕色。”

随后进行的深入表征表明，可以通过三肽的氨基酸序列系统控制黑色素类材料进一步的性能，例如紫外吸收和纳米尺度形态。

“我们发现，实现聚合物序列控制的关键是系统构建可变序列，”论文的第一作者，ASRC的博士后研究员Ayala Lampel说，“首先，我们了解到三肽的氨基酸序列是如何产生不同的构架。然后，我们利用这些序列作为模板来催化氧化构建具有一系列性能的多肽色素。”

发表在Science上的发现建立在Ulijn教授的研究基础上，Ulijn是CUNY亨特学院（Hunter College）的化学Albert Einstein教授。他的实验室现在将目光转向研究各种黑色素类材料的性能上。研究人员正努力让这种新技术商业化，其中包括化妆品和生物医药。

卡内基梅隆大学研究员Christopher J. Bettinger专门从事能源存储领域的黑色素应用，与ASRC团队合作开展了当前工作。在发现的材料中，他发现二维片状聚合物显示出显著的电荷储存能力。“扩大这些多肽的组成参数可以显着增加所得色素的效用，这项研究也可以帮助我们更好地了解天然黑色素的结构性质和功能。”Bettinger说。

论文链接：

http://science.sciencemag.org/content/356/6342/1064 

原文链接：

https://phys.org/news/2017-06-scientists-molecular-code-melanin-like-materials.html

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