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首頁 衛(wèi)計·健康 醫(yī)界快訊

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)新見解或改變生物醫(yī)學(xué)未來

2015-12-09 10:22 來源:科技日報 責(zé)任編輯:yss
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摘要:  科技日報多倫多12月6日電 (記者馮衛(wèi)東)據(jù)最新一期《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

  科技日報多倫多12月6日電 (記者馮衛(wèi)東)據(jù)最新一期《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)依靠其獨特的結(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,必須做到完全正確才能讓蛋白質(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(jìn)行測量和分析。

  通過組合利用生物物理學(xué)和計算機(jī)分析,研究團(tuán)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(jìn)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精準(zhǔn)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)。

  總編輯圈點

   蛋白質(zhì)是實現(xiàn)生命功能的基礎(chǔ)工具,醫(yī)學(xué)尚不能完全在這一層面上闡明機(jī)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,有助于我們得到絕對安全又可靠的新藥。

責(zé)任編輯:yss

(原標(biāo)題:科技日報)

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