PNAS：推动生物医学变革的研究成果

　　最近，加拿大滑铁卢大学的研究人员，发现了一种新的方法来制备设计蛋白，有可能使未来的生物技术和个性化医学领域发生变革。这一研究结果发表在本月《PNAS》杂志。

　　在一系列的实验中，Elizabeth Meiering教授与印度和美国的同事合作，制备了一种蛋白质，可经受多种生理和环境条件——试图制备超稳定、高功能性蛋白质的科学家所面临的一个挑战性问题。延伸阅读：中国科大在蛋白质设计领域取得进展。

　　蛋白质药物可以被设计为，表现得像抗体并寻找特定的细胞。这种个性化的药物只在附着于需要它们的地方，从而大大减少了癌症和关节炎治疗的副作用。例如，重磅炸弹药物赫赛汀（Herceptin），目前用于治疗几种形式的乳腺癌，可靶定癌细胞表面上的HER2生长受体位点，并标记细胞，因此人体的免疫系统可以摧毁它们。

　　然而，设计一种能经受多种条件的蛋白质，是具有挑战性的，而且可能是有风险的。蛋白质依靠其独特的结构来执行它们的功能，这种结构的一个小变化，都可能导致过敏反应，甚至是一种致命的级联免疫学反应。

　　Meiering教授说：“设计一个部分正确的蛋白质是不够的——蛋白质的稳定性和功能性以及药物作用，都需要它的完全正确。大多数天然蛋白质不是很稳定，化学家们发现，很难设计稳定的蛋白质。我们的工作是‘研究人员能够设计和理解蛋白质’的一个真正转变。”

　　传统上，蛋白质设计者都专注于结构或功能，因为与每个属性独立地发挥作用，是具有挑战性的。

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　　Meiering教授和她的同事们，利用生物信息学来，采用来自大自然的信息，将结构和功能引入设计过程。然后，他们分析了他们制备的蛋白质，并测量了折叠、功能性蛋白质去折叠和分解所用的时间。

　　Meiering教授说：“一个蛋白可以尽力地不稳定，但仍然非常缓慢地去折叠，这意味着它在很长一段时间仍然是折叠的和功能性的。”

　　使用生物物理和计算分析相结合，该团队发现，可以通过这个蛋白质链回环到其折叠结构的程度，成功模拟这种动力学稳定性。因为它们稳定性的方式也是定量的，因此，当它不再需要时，蛋白质的稳定性可以调整到自然地分解。

　　这种不同的思维方式，将使研究人员能够继续向前，为具有挑战性的应用（如生物传感器和个性化疗法），设计具有精确可控的稳定性的蛋白质。