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“智能材料”可使蛋白質(zhì)形成晶體
2011-06-27  來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)

    據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道,英國(guó)科學(xué)家已經(jīng)研發(fā)出了一種新方法,利用“智能材料”來(lái)使蛋白質(zhì)結(jié)晶,這種智能材料能記住分子的形狀和“性格”?茖W(xué)家們表示,發(fā)表于6月20日《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上的這項(xiàng)最新技術(shù),有望通過(guò)幫助科學(xué)家確定靶向蛋白的結(jié)構(gòu)從而研發(fā)出新藥。

    研發(fā)新藥的過(guò)程一般如下:科學(xué)家們會(huì)先找出一個(gè)與疾病有關(guān)的蛋白質(zhì);接著設(shè)計(jì)出一個(gè)能同該蛋白質(zhì)相互作用的分子,來(lái)刺激或者阻止該蛋白質(zhì)的功能。為了做到這一點(diǎn),需要首先了解目標(biāo)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。

    一項(xiàng)名為X射線晶體學(xué)的技術(shù)能被用來(lái)分析一個(gè)蛋白質(zhì)晶體內(nèi)原子的排列,但是,讓蛋白質(zhì)從溶液中析出并形成晶體是一個(gè)主要的障礙。隨著科學(xué)家們?cè)诨蚪M學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域不斷取得新進(jìn)展,可以作為潛在靶向藥物的蛋白質(zhì)的數(shù)量呈指數(shù)級(jí)增加,科學(xué)家們使用了很多蛋白質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn),然而目前的方法獲得有用晶體的成功率不足20%。

    現(xiàn)在,英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院和薩里大學(xué)的科學(xué)家使用名為“分子印跡聚合物(MIPs)”的材料,研發(fā)出了一種更有效的制造蛋白質(zhì)晶體的方法。MIPs是一種由小單元組成的化合物,這些小單元緊緊包圍著一個(gè)分子,當(dāng)其中的分子被提取出來(lái)后,會(huì)留下一個(gè)洞穴,這個(gè)洞穴能夠保持其形狀,并對(duì)靶向分子具有很強(qiáng)的親合性。這種屬性使MIPs成為一個(gè)理想的成核劑,其能將蛋白質(zhì)分子綁在一起,并使蛋白質(zhì)分子更容易集結(jié)從而結(jié)晶。

    該研究的領(lǐng)導(dǎo)者、帝國(guó)理工學(xué)院手術(shù)和癌癥系的教授勞米·查彥(音譯)表示,需要很強(qiáng)的力量才能讓蛋白質(zhì)脫離溶液并形成晶體,MIPs可以成為這個(gè)過(guò)程的“幕后推手”,它會(huì)使用這個(gè)蛋白質(zhì)作為其形成晶體的模板,一旦第一個(gè)或第一組分子被放在正確的地方,其他分子能自我排列在它周?chē)⑶议_(kāi)始結(jié)晶。研究發(fā)現(xiàn),有6個(gè)不同的MIPs誘導(dǎo)9個(gè)蛋白質(zhì)形成了晶體,而這些蛋白質(zhì)在此前的實(shí)驗(yàn)中結(jié)晶情況并不理想。

    查彥表示:“合理的藥物設(shè)計(jì)依賴于科學(xué)家們了解靶向蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),得到好的晶體對(duì)研究這個(gè)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)不可或缺。使用MIPs,我們能得到比使用其他方法更好的晶體,也能增大讓新蛋白質(zhì)結(jié)晶的可能性,這對(duì)新藥研發(fā)將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響!

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