瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的科學(xué)家日前人工合成出一種氨基酸，能塑造活性多肽的結(jié)構(gòu)并增強其療效。實驗顯示，將這種氨基酸插入具有生物活性的多肽，能將其活性提高40倍以上。借助此項成果有望開發(fā)出一系列全新的藥物。相關(guān)論文發(fā)表在《自然·化學(xué)》雜志上。
目前我們常用的藥物主要由兩類物質(zhì)制成，一種是天然存在的多肽物質(zhì)，另一種是蛋白質(zhì)，兩者都是由天然氨基酸構(gòu)成。盡管多肽和蛋白質(zhì)種類繁多，但合成它們的天然氨基酸卻只有20種。每一種氨基酸都有著不同的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)，不同氨基酸的組合產(chǎn)生出了各具特色與功能的多肽和蛋白質(zhì)。
直到最近，絕大多數(shù)以氨基酸為基礎(chǔ)的藥物還都是用自然界中本來就存在的氨基酸制成的，如激素、胰島素、抗生素、環(huán)孢霉素等。但是多種新型疾病的出現(xiàn)和原有細菌、病毒的進化，需要科學(xué)家們開發(fā)出新的、更有效的藥物。滿足這一需求的一種方式就是定向進化，即在實驗室中模擬自然界的發(fā)展，開發(fā)出新的多肽和蛋白質(zhì)。
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)9月1日（北京時間）報道，洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的克里斯蒂安·海因斯帶領(lǐng)的研究團隊開發(fā)出一種合成氨基酸，其獨特的結(jié)構(gòu)可以顯著提高治療性多肽和蛋白質(zhì)的功效。這種合成氨基酸與一種被稱為半胱氨酸的天然氨基酸具有非常相似的結(jié)構(gòu)。半胱氨酸含有其他天然氨基酸所沒有的硫基，這使得它能夠與另外一個半胱氨酸相結(jié)合，形成一種新的結(jié)構(gòu)，從而影響多肽和蛋白質(zhì)的功能。
研究人員首先設(shè)計了5個類似半胱氨酸的氨基酸，并將其整合到兩種生物活性肽的結(jié)構(gòu)當(dāng)中，一個能夠抑制與癌癥相關(guān)的酶，一個能夠阻斷神經(jīng)元中發(fā)現(xiàn)的受體。測試顯示，與傳統(tǒng)藥物相比，新藥活性要高出近40倍。
海因斯說：“這讓人非常驚訝。通常情況下如果你亂動天然分子，只能讓情況變得更糟。而在這種情況下，我們發(fā)現(xiàn)正好相反，我們得到了想要的結(jié)果。在研究中，我們了解到，肽庫中多樣性的結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)良好結(jié)合以及更好療效的關(guān)鍵所在。用這種新的氨基酸，可以生產(chǎn)出高度多樣性的肽結(jié)構(gòu)。”
雙環(huán)肽已經(jīng)被認為可以代替普通藥物中所使用的小分子或大抗體治療疾病。這種新的治療性多肽將在未來藥物設(shè)計中發(fā)揮重要價值。海因斯稱，他們已經(jīng)制定了使用雙環(huán)肽來開發(fā)治療多種疾病藥物的計劃，下一步將用這種新的氨基酸進行定向進化實驗。
