美科学家可在实验室制造出全新酶

美国哈佛大学附属医院马萨诸塞州总医院的研究人员在最近出版的《自然》杂志上发表报告称，他们第一次证明，无须详细了解酶的工作
机理，就可以在实验室中制造出全新的酶。  

研究负责人、马萨诸塞州总医院分子生物部医学博士杰克·索塔克说，迄今为止，酶的唯一来源是生物，科学家花了很大精力来修饰和改进自然酶。但他们的研究证明，在实验室制造全新酶的潜力巨大。  

索塔克实验室已经发明了一种mRNA展示技术，可以识别和放大符合特定标准的蛋白质。为了制造出能催化两个核糖核酸（RNA）片段结合（这种结合不会自然发生）的酶，索塔克和他的同事博克哈特·西利格博士首先生成了一个包含4万亿个小蛋白质的库，这些蛋白质在序列上有微小变化。然后，他们使用mRNA展示技术，把每个蛋白质同这两个RNA片段连接，这样的RNA片段又称为RNA基质。  

如果某个特定的蛋白质能促使RNA基质结合，产生一个更大的分子，那表示这个蛋白质是活跃的酶。研究人员进而可以挑选出更大的RNA链，产生更多的酶，然后再不断重复实验。通过引入随机突变产生不同形式的酶，以及减少剪接反应的时间，研究人员可以利用制导进化手段培养出更有效的酶。  

索塔克解释说，他们目前得到的酶的版本仍然很小，并且不太稳定，但这个实验可以启发科学家采用其他策略来改进酶的活性。他表示：“我们希望，通过对这种酶的优化可以证明，在实验室就可以制造出催化作用与自然酶一样良好的酶。我们将确定这种全新酶的三维结构，以了解它是怎样连接到相对较大的基质上，并且催化了两个RNA链的结合。”  

酶是一种专门促进分子间化学反应的分子，蛋白质和其他化学物质复杂精细的反应，都要求有酶的参入。索塔克表示，全新酶的制造将有助于改进化学物质和药物合成，有助于为分子生物研究设计新的工具，也有助于找到新的疾病治疗方法。