杭州超限教育綜合訊：近日從中國科技大學(xué)了解到，該校生命科學(xué)學(xué)院劉海燕、陳泉研究組在蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，成功實(shí)現(xiàn)給定目標(biāo)結(jié)構(gòu)的蛋白全序列從頭設(shè)計(jì)，最新的《自然·通訊》雜志發(fā)表了該研究成果。
作為生命功能主要執(zhí)行者，蛋白質(zhì)是由不同類型氨基酸按照特定順序串聯(lián)成的長鏈狀生物大分子，且很多蛋白質(zhì)分子需要在空間折疊成特定的三維結(jié)構(gòu)才能發(fā)揮功能。目前，能夠折疊成穩(wěn)定三維結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)幾乎全部是天然蛋白質(zhì)。
而蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)是人工指定蛋白質(zhì)的氨基酸序列，使其具有預(yù)期的三維結(jié)構(gòu)和功能。國際上迄今為止有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證報(bào)道的自動(dòng)設(shè)計(jì)方法只有一兩種，不僅成功率很低，而且判別所設(shè)計(jì)的蛋白質(zhì)能否形成穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)也十分困難。
劉海燕和陳泉研究組建立了一種用全新策略構(gòu)建的統(tǒng)計(jì)能量函數(shù)，用于蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)。同時(shí)，他們利用一種基于細(xì)菌細(xì)胞耐藥性報(bào)告蛋白質(zhì)折疊好壞的方法，來快速檢測人工設(shè)計(jì)的蛋白質(zhì)是否能折疊成穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)，不僅檢測效率高，還能通過實(shí)驗(yàn)篩選對設(shè)計(jì)做出改進(jìn)。
實(shí)驗(yàn)中，通過用三種不同天然蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)為設(shè)計(jì)目標(biāo)，獲得了四個(gè)穩(wěn)定折疊的人工蛋白質(zhì)。用核磁共振方法解析了其中兩個(gè)人工蛋白質(zhì)的溶液結(jié)構(gòu)，其實(shí)際空間結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)目標(biāo)均高度一致。
專家評(píng)價(jià)，該工作建立了蛋白質(zhì)從頭設(shè)計(jì)的新途徑，為今后設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)疫苗、蛋白質(zhì)藥物提供了新的方法。