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(qiáng)其療效。實(shí)驗(yàn)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(xiàng)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(xì)菌、病毒的進(jìn)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(jìn)化，即在實(shí)驗(yàn)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(shí)間）報(bào)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(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種合成氨基酸，其獨(dú)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(gè)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(jì)了5個(gè)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(gè)能夠抑制與癌癥相關(guān)的酶，一個(gè)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(dòng)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(shí)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)?！?/span>

雙環(huán)肽已經(jīng)被認(rèn)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(jì)中發(fā)揮重要價(jià)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(jì)劃，下一步將用這種新的氨基酸進(jìn)行定向進(jìn)化實(shí)驗(yàn)。

由遺傳進(jìn)化而來的天然結(jié)構(gòu)有著保守的預(yù)設(shè)，且經(jīng)過了長久以來的驗(yàn)證，科學(xué)家不時(shí)用大膽的創(chuàng)造力將其重新拆分、組合，以原有的結(jié)構(gòu)為先導(dǎo)，嘗試制造出更加優(yōu)化的結(jié)構(gòu)。這一次，瑞士科學(xué)家將這樣的想象力應(yīng)用在組成生命的物質(zhì)基礎(chǔ)——蛋白質(zhì)的基本單位身上。全新合成的氨基酸可以提高藥物的活性強(qiáng)度，改善其物理化學(xué)性質(zhì)并促進(jìn)藥效?？吹竭@樣一個(gè)令科學(xué)家都“非常驚訝”的結(jié)果，著實(shí)讓人捏把汗，被“亂動(dòng)”了的天然分子能否在未來的藥物設(shè)計(jì)中發(fā)揮重要價(jià)值，只有拭目以待。