“智能材料”使蛋白质形成晶体

据美国物理学家组织网报道，英国科学家已经研发出了一种新方法，利用“智能材料”来使蛋白质结晶，这种智能材料能记住分子的形状和“性格”。科学家们表示，发表于6月20日美国《国家科学院院刊》（PNAS）上的这项最新技术，有望通过帮助科学家确定靶向蛋白的结构从而研发出新药。研发新药的过程一般如下：科学家们会先找出一个与疾病有关的蛋白质；接着设计出一个能同该蛋白质相互作用的分子，来刺激或者阻止该蛋白质的功能。为了做到这一点，需要首先了解目标蛋白质的结构。一项名为X射线晶体学的技术能被用来分析一个蛋白质晶体内原子的排列，但是，让蛋白质从溶液中析出并形成晶体是一个主要的障碍。随着科学家们在基因组学和蛋白质组学领域不断取得新进展，可以作为潜在靶向药物的蛋白质的数量呈指数级增加，科学家们使用了很多蛋白质进行试验，然而目前的方法获得有用晶体的成功率不足20%。现在，英国帝国理工学院和萨里大学的科学家使用名为“分子印迹聚合物（MIPs）”的材料，研发出了一种更有效的制造蛋白质晶体的方法。MIPs是一种由小单元组成的化合物，这些小单元紧紧包围着一个分子，当其中的分子被提取出来后，会留下一个洞穴，这个洞穴能够保持其形状，并对靶向分子具有很强的亲合性。这种属性使MIPs成为一个理想的成核剂，其能将蛋白质分子绑在一起，并使蛋白质分子更容易集结从而结晶。该研究的领导者、帝国理工学院手术和癌症系的教授劳米·查彦（音译）表示，需要很强的力量才能让蛋白质脱离溶液并形成晶体，MIPs可以成为这个过程的“幕后推手”，它会使用这个蛋白质作为其形成晶体的模板，一旦第一个或第一组分子被放在正确的地方，其他分子能自我排列在它周围并且开始结晶。研究发现，有6个不同的MIPs诱导9个蛋白质形成了晶体，而这些蛋白质在此前的实验中结晶情况并不理想。查彦表示：“合理的药物设计依赖于科学家们了解靶向蛋白质的结构，得到好的晶体对研究这个结构来说不可或缺。使用MIPs，我们能得到比使用其他方法更好的晶体，也能增大让新蛋白质结晶的可能性，这对新药研发将产生深远的影响。”（来源：科技日报刘霞）