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“智能材料”可使蛋白質形成晶體

日期:2011-06-28 08:53:25

    據美國物理學家組織網報道,英國科學家已經研發出了一種新方法,利用“智能材料”來使蛋白質結晶,這種智能材料能記住分子的形狀和“性格”。科學家們表示,發表于6月20日《美國國家科學院院刊》上的這項最新技術,有望通過幫助科學家確定靶向蛋白的結構從而研發出新藥。    

    研發新藥的過程一般如下:科學家們會先找出一個與疾病有關的蛋白質;接著設計出一個能同該蛋白質相互作用的分子,來刺激或者阻止該蛋白質的功能。為了做到這一點,需要首先了解目標蛋白質的結構。

  一項名為X射線晶體學的技術能被用來分析一個蛋白質晶體內原子的排列,但是,讓蛋白質從溶液中析出并形成晶體是一個主要的障礙。隨著科學家們在基因組學和蛋白質組學領域不斷取得新進展,可以作為潛在靶向藥物的蛋白質的數量呈指數級增加,科學家們使用了很多蛋白質進行試驗,然而目前的方法獲得有用晶體的成功率不足20%。

  現在,英國帝國理工學院和薩里大學的科學家使用名為“分子印跡聚合物(MIPs)”的材料,研發出了一種更有效的制造蛋白質晶體的方法。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分子,當其中的分子被提取出來后,會留下一個洞穴,這個洞穴能夠保持其形狀,并對靶向分子具有很強的親合性。這種屬性使MIPs成為一個理想的成核劑,其能將蛋白質分子綁在一起,并使蛋白質分子更容易集結從而結晶。

  該研究的領導者、帝國理工學院手術和癌癥系的教授勞米·查彥(音譯)表示,需要很強的力量才能讓蛋白質脫離溶液并形成晶體,MIPs可以成為這個過程的“幕后推手”,它會使用這個蛋白質作為其形成晶體的模板,一旦第一個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圍并且開始結晶。研究發現,有6個不同的MIPs誘導9個蛋白質形成了晶體,而這些蛋白質在此前的實驗中結晶情況并不理想。

  查彥表示:“合理的藥物設計依賴于科學家們了解靶向蛋白質的結構,得到好的晶體對研究這個結構來說不可或缺。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結晶的可能性,這對新藥研發將產生深遠的影響。”


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