據(jù)一期《美國國家科學(xué)院院刊》報道，加拿大研究人員發(fā)現(xiàn)了一種創(chuàng)建設(shè)計蛋白的新方法，或給生物技術(shù)和個性化醫(yī)療帶來全新變革。
滑鐵盧大學(xué)生物工程和技術(shù)中心教授伊麗莎白·梅爾英聯(lián)合印度、美國研究人員，創(chuàng)建出一個可承受一系列生理及環(huán)境條件的蛋白質(zhì)。而此前，生理及環(huán)境條件對科學(xué)家尋求創(chuàng)造超穩(wěn)定、高功能蛋白質(zhì)造成極大的挑戰(zhàn)。
蛋白類藥物可被設(shè)計成扮演抗體的角色及搜尋特定的細(xì)胞。這種個性化藥物只在需要的地方發(fā)揮作用，從而大大減少了癌癥、關(guān)節(jié)炎等疾病治療中的副作用。然而，設(shè)計出能夠承受各種條件的蛋白質(zhì)既具挑戰(zhàn)性又有風(fēng)險性。蛋白質(zhì)依靠其*的結(jié)構(gòu)以執(zhí)行其功能，結(jié)構(gòu)上的一個小變化即可導(dǎo)致過敏反應(yīng)，甚至是致命的級聯(lián)免疫應(yīng)答。
梅爾英表示，部分正確的蛋白質(zhì)設(shè)計并不足夠，必須做到*正確才能讓蛋白質(zhì)穩(wěn)定、功能齊全，使藥物發(fā)揮作用。大多數(shù)天然蛋白質(zhì)都不是很穩(wěn)定，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)很難設(shè)計蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。新成果則使研究人員對蛋白質(zhì)的設(shè)計和理解有了真正的轉(zhuǎn)變。
傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)設(shè)計要么側(cè)重于結(jié)構(gòu)，要么側(cè)重于功能，梅爾英則通過使用生物信息學(xué)，充分挖掘大自然中的信息，使設(shè)計過程做到結(jié)構(gòu)和功能并重，然后對可折疊功能性蛋白的展開和發(fā)生故障的時間進行測量和分析。
通過組合利用生物物理學(xué)和計算機分析，研究團隊發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)的動力學(xué)穩(wěn)定性可基于蛋白鏈循環(huán)回到其折疊結(jié)構(gòu)自身的程度而建模。由此得到的穩(wěn)定性是定量的，因此蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性就可進行調(diào)節(jié)，當(dāng)不再需要時便可將其自然分解。
這種迥異的思維方式將允許研究人員以更為控制的穩(wěn)定性開展蛋白設(shè)計，從而化解在生物傳感器和個性化治療應(yīng)用上的挑戰(zhàn)。
蛋白質(zhì)是實現(xiàn)生命功能的基礎(chǔ)工具，醫(yī)學(xué)尚不能*在這一層面上闡明機理和展開工作。如有效制造出針對各種毒害的蛋白質(zhì)，那么人類的疾病就去了一大半。現(xiàn)在我們必須非常謹(jǐn)慎地實驗蛋白質(zhì)，因為免疫系統(tǒng)經(jīng)常敵視外來的幫手，可能會鬧得整個身體不安寧。此次科學(xué)家探索的新模式，有助于我們得到安全又可靠的新藥。
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