西雅图蛋白质工程师Aaron Chevalier预测:分子折纸技术会是药物研发的未来。 他和他的华盛顿大学团队用了大量时间设计出错综复杂的折叠氨基酸链来创造自然界不存在的分子。他们的目标是:创造一个蛋白质分子,让它和致病病毒结合,从而达到阻止病毒感染细胞的目的。或者是创造一个可以有效阻止蛋白质过敏的蛋白质分子。 “你可以想象出一种场景,我们利用设计出来的蛋白质研发制造所有的药物和疫苗。” 华盛顿大学蛋白质研究所所长David Baker说。 困难与发展并存的蛋白质工程 当然,困难与发展并存:其一,目前尚不清楚我们的免疫系统是否接受外来的新蛋白质,身体可能会产生免疫排斥反应;其二,即使是这些蛋白质在电脑上显示反应正常,可能到了身体里由于未知原因它就失效了。实际上,要想让这些设计出来的蛋白质成为我们的药柜,还需一些时间。 Baker说:“像其他的药物一样,在这些蛋白质应用到人体之前必须要经过临床测试。” 张阳,密歇根大学生物化学教授,也是蛋白质工程专家。他认为Baker的工作是有希望的,不过要把一个理论设计出来的蛋白质赋予治疗疾病的功能,还需要很长时间。因为蛋白质不仅有其特定的作用,还需要与整个身体的机能互动。 “这个过程很复杂,不仅仅是考虑蛋白质之间相互作用,还有副作用问题,环境对蛋白质功能影响的问题以及蛋白质转录和翻译的问题等等。”张阳说道。 夏日的一个下午,Chevalier向参观实验课的学生展示了蛋白质折叠的原理,在电脑上显示把一个平面的蛋白质分子折叠成杯装的蛋白质分子,之后又给展开成平面。他说:“这个过程是复杂的,但是将设计出来蛋白质用于治疗疾病会更加的困难。” “这不是简单的弄清楚如何将蛋白质分子折叠出杯子的形状,就像你制造一个杯子的时候,重点是在它坚硬、耐用的特性以及可以盛水的功能。对于设计的蛋白质,我们不仅在意它的形状,更在乎功能和稳定性。”Chevalier说。 人的身体内含有千千万万个蛋白质,它不仅是身体的重要组成部分也是体内物质运输的载体,能使物质在细胞和生物体内自由、准确地转移,准确度可以和瑞士表媲美。与Baker合作的苏黎世联邦理工学院有机化学教授Don Hilvert说:“蛋白质工程的目的是设计出新的蛋白质进行疾病治疗。”
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