血红素蛋白已被证明是开发具有新颖功能的设计蛋白的便捷平台。这是通过用具有所需特性的血红素类似物取代天然铁卟啉辅因子来实现的。用另一种金属取代卟啉的铁中心为新的蛋白质功能提供了一个新的途径。较少探索的方法是用替代的四吡咯大环或相关配体取代卟啉辅因子。一般来说，这些配体表现出与卟啉不同的化学性质和反应性。虽然这些技术主要用于开发人造金属酶，但这种方法在解决生物化学、健康和医学问题方面还有许多其他应用。将合成辅因子掺入蛋白质环境中是赋予水溶性和生物相容性的简便方法。它避免了水溶性辅因子的繁琐合成，这通常会引入大量电荷，从而导致不希望的生物蓄积。为此，在血红素蛋白中掺入非天然辅因子使得设计蛋白得以开发，如光学氧传感器、MRI 造影剂、光谱探针、询问蛋白质功能的工具、抗生素和荧光蛋白。



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