发布时间:2016-11-28 09:43 原文链接: 靶向探针精确操纵蛋白质

北京大学化学与分子工程学院教授陈鹏正在实验中。

作为生物体内含量最多的一类生物大分子,蛋白质是生物功能的主要执行者,在各种生命活动中扮演着关键角色。科学家一直在探索适用于活体环境的蛋白质操纵工具,以实现对目标蛋白质结构和功能的深入研究,这已经成为当今化学生物学领域的前沿热点之一。

在国家自然科学基金委基于化学小分子探针的信号转导过程研究重大研究计划的资助下,科学家们围绕蛋白质靶向探针的发现及其在信号转导研究中的应用取得了多项进展。

据北京大学化学与分子工程学院教授陈鹏介绍,国内多个课题组通过化学脱笼技术、双光子和近红外调控技术以及靶向小分子探针等策略,实现了细胞内蛋白质的特异激活,并研究了细胞信号转导过程的分子机制。

在化学脱笼技术方面,陈鹏课题组将非天然氨基酸定点插入技术与生物正交的化学脱笼反应相结合,提出了一种理性设计小分子激活剂的全新策略。例如,由蛋白激酶介导的磷酸化是细胞信号转导的关键过程,对绝大多数生理活动都有重要影响,但很多激酶在正常生理及病理条件下的分子机理还不明确。利用小分子激活剂可以在激酶的信号转导研究中获得新的信息。我们在活细胞内激活效应蛋白OspF,发现这种蛋白使细胞核内的磷酸化Erk蛋白发生了由不可逆去磷酸化介导的核质转运现象。陈鹏表示。

近年来,蛋白质光控技术成为研究细胞信号转导的又一有力工具。其中,与紫外光激发探针相比,利用双光子激发的探针可以极大地降低细胞毒性,具有广阔的应用前景。清华大学刘磊课题组以蛋白质化学合成为核心技术,发展了靶向免疫蛋白的光控探针,并使用新发展的蛋白质探针研究了免疫细胞在精确的时空刺激下的定向运动。该探针将为理解和控制活体组织中细胞定位及与定位相关的细胞生命活动提供理想的分子工具。北京大学陈兴课题组则发展了利用近红外光激活并调控细胞信号转导通路的新方法。

在靶向蛋白质生成与降解方面,华东理工大学杨弋课题组利用天然光敏元件,构建了方便使用的光控基因表达系统。实验中,研究人员利用光对活细胞或活体动物的蛋白质生成水平进行了时间、空间上的精确调控,成功地控制了糖尿病小鼠体内胰岛素的生成与血糖浓度。

相关文章

ASMS布鲁克总裁专访:timsTOFUltra开启蛋白质组学新篇章

【导读】以每6个月进行一代创新的速度,布鲁克自推出timsTOF以来,不断刷新多组学研究的记录,并毫无意外地在每年ASMS上,为广大的粉丝和用户们奉上新的力作。在今年第71届ASMS大会上,布鲁克宣布......

16岁女孩研究自杀者大脑中的秘密,获得了5万美元奖金

根据世卫组织的统计,平均每过40秒,地球上就有一个人因为自杀而失去生命。美国疾病控制与预防中心(CDC)的信息显示,到目前为止,人类的自杀风险通常是依靠抑郁症或其他精神疾病的病史、生活环境因素如童年时......

直接分辨单个氨基酸分子小小纳米孔破解蛋白质测序难题

蛋白质是生命活动的主要承担者。测量组成蛋白质的氨基酸的排列顺序被称为蛋白质测序。由于缺乏普适、高效的测序技术,人类对蛋白质的了解还极其有限,生命世界的诸多奥秘仍待破解。近日,浙江大学化学系冯建东团队提......

直接分辨单个氨基酸分子小小纳米孔破解蛋白质测序难题

蛋白质是生命活动的主要承担者。测量组成蛋白质的氨基酸的排列顺序被称为蛋白质测序。由于缺乏普适、高效的测序技术,人类对蛋白质的了解还极其有限,生命世界的诸多奥秘仍待破解。近日,浙江大学化学系冯建东团队提......

NAC在真核生物蛋白合成工厂中起着分子控制中心的作用

根据基因蓝图,一系列氨基酸在我们细胞的蛋白合成工厂---核糖体--中被组装成长的氨基酸链,即蛋白。每个新形成的蛋白都是从一个称为甲硫氨酸的氨基酸开始的。在蛋白合成过程中,当不断增长的氨基酸链通过“核糖......

蛋白质酰基化修饰与生物合成代谢研究再获新进展

近日,华东理工大学生物工程学院、生物反应器工程国家重点实验室叶邦策教授团队在蛋白质酰基化修饰与生物合成代谢研究领域再次取得重要进展,相关研究成果以“乙酰磷酸与c-di-GMP协同调节BldD活性,控制......

无形“探针”,“洞见”人体

更精准地实现人体器官和病灶部位无损害可视化,一直是人们追求的目标。5月10日,在复旦大学庆祝建校118周年系列学术报告中,复旦大学化学系教授、上海市生物医学检测试剂工程中心主任张凡以《透视人体健康的新......

德国应用化学:蛋白质复合物原位解析新技术

作为生命活动的执行者,蛋白质通过相互作用形成复合物等形式行使其特定的生物学功能。近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员张丽华、研究员赵群等研制了一种基于糖苷键的质谱可碎裂型交联剂,显著地提高了交联信......

生成式AI设计出非天然蛋白质

加拿大多伦多大学研究人员开发了一种人工智能系统,可以使用生成扩散来创建自然界中不存在的蛋白质。该系统有望使治疗蛋白的设计和测试更加高效和灵活,从而加速人类药物开发。研究发表在最新一期《自然·计算科学》......

镜像分子为更好的癌症治疗方法打开了新世界大门

来自斯克里普斯研究所的科学家们设计了一种创新的技术来识别能够改变蛋白质功能的小分子,为靶向药物发现铺平了道路。该团队与来自其他机构的研究人员一起工作,采用他们的新方法来检测能够影响癌症相关蛋白活性的小......