2020年6月8日讯/生物谷BIOON/---很多卵白作为医治糖尿病、癌症和枢纽炎等疾病的药物是有效的。分解这些卵白的野生版本是一个耗时的历程，需求经由过程对微生物或其他细胞停止基因革新来发生所需的卵白。在一项新的研讨中，来自美国麻省理工学院的研讨职员开辟出一种新手艺，能够大幅低落发生分解卵白所需的工夫。他们的台式主动活动分解机（flow synthesis m

　　2020年6月8日讯/生物谷BIOON/---很多卵白作为医治糖尿病、癌症和枢纽炎等疾病的药物是有效的。分解这些卵白的野生版本是一个耗时的历程，需求经由过程对微生物或其他细胞停止基因革新来发生所需的卵白。

　　在一项新的研讨中，来自美国麻省理工学院的研讨职员开辟出一种新手艺，能够大幅低落发生分解卵白所需的工夫。他们的台式主动活动分解机（flow synthesis machine）能够在几小时内将数百个氨基酸毗连在一同。他们以为，他们的新手艺能够放慢按需药物的制作和新药的开辟，并许可科学家经由过程参加细胞中不存在的氨基酸来设想野生卵白。相干研讨成果揭晓在2020年5月29日的Science期刊上，论文题目为“Synthesis of proteins by automated flow chemistry”。

　　来自麻省理工学院的研讨职员开辟出一种新的手艺，可快速分解长达164个氨基酸的卵白链。这类基于活动化学的手艺能够加快药物开辟并使得科学家们可以设想含有细胞中非自然存在的氨基酸的卵白变体。如图所示，这台台式主动活动分解机被这个研讨团队称为“Amidator”。图片来自MIT。

　　论文通信作者、麻省理工学院化学副传授Brad Pentelute说，“你能够设想出具有杰出生物功用的新卵白变体，这一点可经由过程利用非自然氨基酸或特定的润饰来完成，当你利用天然界的份子仪器制作卵白时，这是不克不及够完成的。”

　　在这篇论文中，这些研讨职员表白，他们能够用化学办法制作出多个长达164个氨基酸的卵白链，包罗酶和发展因子。关于这几种分解卵白，他们停止了具体的阐发，显现它们的功用与自然的卵白对应物相称。

　　在中发明的大大都卵白长达400个氨基酸。分解大批的这些卵白需求将所需卵白的基因递送到作为活工场的细胞中。这个历程用于对细菌酵母细胞停止基因革新，以发生胰岛素和其他药物，如发展激素。

　　论文配合作者Thomas Nielsen说，“这是一个耗时的历程。起首你需求可用的基因，你需求理解一些关于有机体细胞生物学的常识，如许你就可以够停止基因革新使得你所需的卵白表达。”

　　卵白发生的另外一种办法，最早是由Bruce Merrifield在20世纪60年月提出的，他厥后因在固相肽分解方面的事情而得到了诺贝尔化学奖。这类办法是经由过程化学办法逐渐地将氨基酸毗连在一同。活细胞用来构建卵白的氨基酸有20种，而操纵Merrifield创始的手艺，约莫需求一个小时的工夫，就可以完成将一个氨基酸增加到肽链上所需的化学反响。

　　比年来，Pentelute尝试室发清楚明了一种更快速的办法来施行这些反响，这类办法基于一种称为活动化学（flow chemistry）的手艺。在他们的机械中，化学物经由过程机器泵和阀门停止混淆，在全部分解历程的每步，化学物城市颠末一个包罗树脂床的加热反响器轮回。在这类新研讨中优化的计划中，构成每一个肽键均匀需求2.5分钟，而长达25个氨基酸的肽能够在不到一个小时的工夫内组装完成。

　　在这项手艺开辟出来以后，制作出多种卵白药物的诺和诺德公司开端有爱好与Pentelute尝试室协作，旨在分解更长的肽和卵白。AG电投厅为了完成这一目的，这些研讨职员需求进步肽链中氨基酸之间构成肽键的反响服从。关于每一个化学反响，他们之前的服从在95%到98%之间，但关于更长的卵白，这一数字需求超越99%。

　　Pentelute说，“我们的来由是，假如我们真地很善于制作肽，我们能够将这类手艺扩大到制作卵白。我们的设法是要有一台机械，用户能够走到它眼前并输入卵白质序列，它将以一种高效的方法将所需的氨基酸串连起来，在一天完毕时，你能够获得你想要的卵白。这极端具有应战性的，这是由于假如每步的化学反响都没有靠近100%，你将得不到任何想要的质料。”

　　为了进步他们的胜利率并找到每一个反响的最好配方，这些研讨职员在很多差别的前提下停止了氨基酸特同性偶联反响。他们说，在这项新的研讨中，他们他们订定了一个通用的计划，使得每一个反响的均匀服从大于99%，这就确保当云云多的氨基酸被毗连在一同构成较大的卵白时，结果明显。

　　Hartrampf说，“假如你想制作卵白，这分外的1%真的会发生很大的差别，这是由于副产品会积聚，你需求进步每个氨基酸的整分解功率。”

　　操纵这类办法，这些研讨职员可以分解一种含有164个氨基酸的卵白--转肽酶A（sortase A），它是一种细菌卵白。他们还制作出具有86个氨基酸的胰岛素前体--胰岛素原（proinsulin）、具有129个氨基酸的溶菌酶，和其他一些卵白。所制作出的卵白必需颠末纯化，然后折叠成准确的外形，这使全部分解历程多了几个小时。一切纯化的分解卵白都是以毫克级的数目得到的，占全部产量的1%到5%。

　　这些研讨职员还测试了他们制作出的五种分解卵白的生物学功用，发明它们与有机体自然表达的卵白版本的功用相称。他们暗示，可以快速发生任何所需的卵白序列该当可以更快地停止药物开辟和测试。这类新手艺还许可将活细胞DNA编码的20个氨基酸之外的氨基酸整合到卵白中，从而极大地扩大了能够制作出的潜伏卵白药物的构造和功用多样性。

　　Nielsen说，“这是在为卵白药物化学的新范畴摊平门路。这类手艺真正弥补了现有的制药行业，为快速发明基于肽和卵白的生物制剂供给了新的时机。”

　　这些研讨职员现在正努力于进一步改良这类手艺，使得它可以分解长达300个氨基酸的卵白链。他们还在勤奋完成全部制作历程的主动化，如许一旦分解好卵白，切割、纯化和折叠等步调也会发作，不需求任何野生干涉。（生物谷