科學(xué)家利用花卉的“超能力”開發(fā)突破性新藥

英國巴斯大學(xué)的科學(xué)家們以大自然為靈感，開發(fā)出一種新工具，幫助研究人員以更清潔、更環(huán)保、更經(jīng)濟的方式開發(fā)出新的藥物治療方法。藥物治療通常通過與在疾病中發(fā)揮作用的蛋白質(zhì)結(jié)合，從而抑制其功能。這一過程可以緩解癥狀或直接治療疾病。

研究人員利用一種來自蘭花耳草的酶來生產(chǎn)穩(wěn)定的環(huán)狀蛋白質(zhì)和肽，這有可能徹底改變制藥生產(chǎn)，并適用于各行各業(yè)。

傳統(tǒng)的小分子藥物往往難以破壞蛋白質(zhì)之間的相互作用，而制藥業(yè)正在探索使用被稱為“肽”的小蛋白質(zhì)。這些肽的作用方式類似，為阻斷這些相互作用提供了一種潛在的更有效方法。

然而，肽和蛋白質(zhì)往往不能成為很好的藥物，因為它們的三維結(jié)構(gòu)可能會解開，對高溫敏感，而且很難進入人體細胞，而人體細胞中存在著許多令人興奮但具有挑戰(zhàn)性的藥物靶點。

現(xiàn)在，巴斯大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)出了一種解決這一問題的方法：通常蛋白質(zhì)和肽鏈都有一個起點和終點，通過將這些松散的末端連接在一起，就有可能創(chuàng)造出非常堅硬的“環(huán)狀”蛋白質(zhì)和肽鏈，從而提高耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性，并使它們更容易進入細胞。

他們從一種生長在熱帶地區(qū)的紫色小花—— 蘭花耳草中提取了一種名為OaAEP1的酶，并對其進行了改造，然后將其轉(zhuǎn)移到細菌細胞中。這些細菌培養(yǎng)物在生長過程中可以大量生產(chǎn)蛋白質(zhì)，同時只需一個步驟就能將兩端連接起來。

植物可以自然完成這一過程，但速度慢、產(chǎn)量低。 另外，也可以通過化學(xué)方法進行環(huán)化，即分離酶，然后在試管中混合多種試劑，但這需要多個步驟，并使用有毒的化學(xué)溶劑。將整個過程置于細菌系統(tǒng)中可提高產(chǎn)量，使用更可持續(xù)的生物友好型試劑，而且所需步驟更少。因此，這種方法更簡單、更便宜。

為了展示這種方法，科學(xué)家們將細菌OaAEP1技術(shù)應(yīng)用于一種名為DHFR的蛋白質(zhì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，將其頭端和尾端連接在一起可使其更耐溫度變化，同時仍能保持正常功能。

英國巴斯大學(xué)生命科學(xué)系的喬迪·梅森教授說：“蛋白質(zhì)和肽通常對熱相當(dāng)敏感，但環(huán)化卻能使它們更加堅固。奧爾登蘭德植物自然會制造環(huán)狀蛋白質(zhì)，作為威懾掠食者的防御機制的一部分。因此，我們通過改造OaAEP1，并將其與現(xiàn)有的細菌蛋白質(zhì)生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合，利用了這種花卉的超能力，創(chuàng)造出了一種非常強大的工具，將有助于藥物發(fā)現(xiàn)行業(yè)的發(fā)展。”

英國巴斯大學(xué)生命科學(xué)系副研究員西蒙博士說：“蛋白質(zhì)和多肽是非常有前景的候選藥物，但開發(fā)新治療方法的一個重要瓶頸是如何在不產(chǎn)生天文數(shù)字成本的情況下生產(chǎn)出足夠多的蛋白質(zhì)和多肽供患者使用。我們的新工藝讓細菌完成所有工作，因此更清潔、更環(huán)保，而且步驟更少，操作更簡單。我們對這一技術(shù)的潛在應(yīng)用感到非常興奮，它不僅適用于制藥業(yè)，還適用于食品業(yè)、洗滌劑業(yè)、生物技術(shù)和生物能源生產(chǎn)等其他行業(yè)。”（綜合整理報道）（策劃/羅媛）