从原理上来讲，对承担指导细胞中化学反应如何进行这项“繁重”工作的蛋白，可用工程方法改变其结构，以使其能够进行很多其他有用的化学反应 。实践中，天然蛋白往往会通过自然选择积累复杂性和脆弱性，使得对其进行工程再造、以适应新用途的工作变得极为困难 。从一个含有谷氨酸盐、赖氨酸和亮氨酸重复片段的，能形成螺旋结构的简单序列开始，Koder等人利用“从头蛋白设计法”生成了一种简单的非天然氧输送蛋白，很像人神经球蛋白 。所生成的四螺旋束在关键位置含有组氨酸残基，用来结合一个血红素辅因子，使该非天然蛋白能够结合及释放氧 。氧的结合率、释放率和离解常数与人神经球蛋白及其他天然球蛋白相似 。
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