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【行業新聞】Nat Chem:插入氨基酸可將生物多肽活性提高40倍

         瑞士洛桑聯邦理工學院的科學家日前人工合成出一種氨基酸,能塑造活性多肽的結構並增強其療效。實驗顯示,將這種氨基酸插入具有生物活性的多肽,能將其活性提高40倍以上。借助此項成果有望開發出一係列全新的藥物。相關論文發表在《自然·化學》雜誌上。 
       目前我們常用的藥物主要由兩類物質製成,一種是天然存在的多肽物質,另一種是蛋白質,兩者都是由天然氨基酸構成。盡管多肽和蛋白質種類繁多,但合成它們的天然氨基酸卻隻有20種。每一種氨基酸都有著不同的結構和化學性質,不同氨基酸的組合產生出了各具特色與功能的多肽和蛋白質。 
       直到最近,絕大多數以氨基酸為基礎的藥物還都是用自然界中本來就存在的氨基酸製成的,如激素、胰島素、抗生素、環孢黴素等。但是多種新型疾病的出現和原有細菌、病毒的進化,需要科學家們開發出新的、更有效的藥物。滿足這一需求的一種方式就是定向進化,即在實驗室中模擬自然界的發展,開發出新的多肽和蛋白質。 
       據物理學家組織網9月1日(北京時間)報道,洛桑聯邦理工學院的克裏斯蒂安·海因斯帶領的研究團隊開發出一種合成氨基酸,其獨特的結構可以顯著提高治療性多肽和蛋白質的功效。這種合成氨基酸與一種被稱為半胱氨酸的天然氨基酸具有非常相似的結構。半胱氨酸含有其他天然氨基酸所沒有的硫基,這使得它能夠與另外一個半胱氨酸相結合,形成一種新的結構,從而影響多肽和蛋白質的功能。 

       研究人員首先設計了5個類似半胱氨酸的氨基酸,並將其整合到兩種生物活性肽的結構當中,一個能夠抑製與癌症相關的酶,一個能夠阻斷神經元中發現的受體。測試顯示,與傳統藥物相比,新藥活性要高出近40倍。 
      海因斯說:“這讓人非常驚訝。通常情況下如果你亂動天然分子,隻能讓情況變得更糟。而在這種情況下,我們發現正好相反,我們得到了想要的結果。在研究中,我們了解到,肽庫中多樣性的結構是實現良好結合以及更好療效的關鍵所在。用這種新的氨基酸,可以生產出高度多樣性的肽結構。” 
      雙環肽已經被認為可以代替普通藥物中所使用的小分子或大抗體治療疾病。這種新的治療性多肽將在未來藥物設計中發揮重要價值。海因斯稱,他們已經製定了使用雙環肽來開發治療多種疾病藥物的計劃,下一步將用這種新的氨基酸進行定向進化實驗。

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