讓蛋白質向更好的方向不斷進化
2018年10月04日08:03

原標題:讓蛋白質向更好的方向不斷進化

北京時間10月3日17時50分許,2018年諾貝爾化學獎揭曉,瑞典皇家科學院決定將900萬瑞典克朗(約合687萬元人民幣)獎金的一半授予美國生物化學家弗朗西斯・阿諾德(女);另一半獎金共同授予美國科學家喬治・史密斯和英國生物化學家格雷戈里・溫特爵士,三人皆因“進化控製”方面的貢獻而獲獎。

“酶的定向演化”:

讓酶按照人類需求加速進化?

阿諾德研究的是酶的定向演化,另外兩名科學家研究的是多肽和抗體的噬菌體呈現技術。這兩個獲獎項目看似沒有關聯,其實卻有一個共同的特點:其均利用了生物上億年一直利用的一種策略――進化。揚子晚報記者特邀南京大學生科院華子春教授做瞭解讀。

南京大學生科院華子春教授告訴記者,在生物化學中,酶是蛋白質的一種,是一類極為重要的生物催化劑。由於酶的作用,生物體內的化學反應在極為溫和的條件下也能高效和特異地進行。但自然界中的酶相對於人類日益增長的需求而言卻並不夠完美,自帶“缺陷”,不能夠達到我們使用要求,所以如何讓酶改變缺陷,主動為人類的需求服務,便是“酶的定向演化”的主要課題之一。

如果讓酶按照生命進化的規律來自然演化,那速度顯然慢了很多。科學家們的研究,不僅讓酶過上了“多倍速”人生,加速演化,還能夠按照我們的需求來進行調整,為生活服務。華子春舉了個例子,我們平時洗衣服用的洗衣液里就含有酶。洗衣服時要用到熱水,在洗衣液中添加“原生態”的酶,其實並不能達到洗乾淨衣服的要求,這是因為“原生態”的酶並不耐熱,因此,洗衣液中添加的酶已經經過了生物學上的定向“耐熱演化”,加入洗衣液後才能夠幫我們更好地去除汗漬等蛋白和脂肪汙跡,洗乾淨衣服。

噬菌體呈現技術:

為蛋白質進化提供“加速度”

另一項獲獎的項目,依然需要從名詞解釋開始說起。南大華子春教授告訴記者,蛋白質按照類型來分的話,酶、多肽和抗體都是蛋白質的一種。而噬菌體是一種比細菌還要低等的生物,噬菌體原本的“領地”是細菌,其繁殖速度迅速,但通過“噬菌體呈現技術”,科學家們將多肽或者抗體放在噬菌體的表面,這樣對多肽和抗體的改造和篩選就會加快很多,演化出新的蛋白質。“多肽和抗體的噬菌體呈現技術”的主要目的,也是為了讓蛋白質的進化“二倍速”。所以這兩種技術的獲獎,都是給生物進化提供了“加速度”。

據悉,通過噬菌體呈現產生的抗體,已經在醫藥領域和工業領域得到運用。第一個基於這種方法創造出來的藥物――阿達木單抗於2002年獲批,被用於風濕性關節炎、銀屑病和炎症性腸病。華子春教授認為,“多肽和抗體的噬菌體呈現技術”已經是一項比較成熟的技術,並且廣泛應用於生活,它的獲獎,充分說明諾獎越來越強調科技對人類的貢獻,人類在認識自然規律的基礎上,對複雜、漫長的生命過程進行簡化和再創造,最終反哺人類。

揚子晚報/揚眼記者?楊甜子

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