西浦科研人员发现加速合成肽和微蛋白折叠方法
2024年04月08日
使用有助于模仿自然折叠的反应溶剂，可以更快速、有效地制备部分类型的肽和微蛋白，从而用于药物发现研究。
通过模仿细胞内部情况，化学家现在可以更快速、可靠地在自然折叠的3D结构中制备富含半胱氨酸的肽——一种重要的小型蛋白质。该研究由中国西交利物浦大学和新加坡南洋理工大学的学者共同完成，发表于期刊《应用化学》（Angewandte Chemie）。
蛋白质结构中常见的二硫键 来源：A7davis（不受版权保护）
氨基酸分子可以连接在一起，形成蛋白质链。其种类众多，半胱氨酸就是其中之一。相比其他天然蛋白质，肽的蛋白质链较短。每个半胱氨酸分子中都含有一个硫原子，可以与蛋白质中其他位置的半胱氨酸中的硫相结合，从而连结链的不同部分。
西浦慧湖药学院的吕诗宁博士说：“重建富含半胱氨酸肽的3D形态，一直是其制备过程中的巨大挑战。”许多生物活性蛋白和肽，在半胱氨酸之间有多个二硫键，这对于精确维持其3D折叠形态至关重要。治疗便秘的利那洛肽和治疗慢性疼痛的齐考诺肽就是市面上常见的富含半胱氨酸的肽药物。
“我们的研究成果可能解锁新的机遇，助力药物发现，帮助制造富半胱氨酸的微蛋白和肽治疗剂，提升成本效益。”西浦理学院甘家骏博士补充道。
自然的影响
受大自然如何在细胞内快速折叠蛋白质的启发，研究人员尝试了一种不同的方法，来进行形成二硫键的“氧化”折叠反应。他们使用的不是水性溶液，而是有机溶剂的混合物。这种方法模仿了影响二硫键形成的天然酶，创造了一个高度反应的环境，大大加快了这些键的形成和重排。
向大自然学习，该团队能够制备15种不同的肽和微蛋白，长度在14到58个氨基酸之间，有2到5个二硫键，其速度比在水性溶剂中快十万倍以上。
“一秒钟内就能高效完成折叠。” 吕博士说：“能制备出这些种类的微蛋白，说明在未来的研究中，我们的方法可能对更大范围的肽和微蛋白有效。”
该发现是吕博士和甘博士联合成立的XPad（XJTLU肽和药物）研究小组的最新进展。该小组致力于使用化学生物学、合成生物学和分子药理学的工具来促进肽在治疗剂开发方面的应用。
甘博士总结道：“肽研究的未来充满希望，我们将全力在这一领域取得更有价值的进展。”
研究题为“富含半胱氨酸的肽和微蛋白在有机溶剂中的超快仿生氧化折叠”，点此阅读。
示意图：肽/微蛋白折叠，通过二硫键形成最终结构。来源：甘博士和吕博士
（记者：Catherine Diamond 翻译：韩香音 中文编辑：张蔚）
2024年04月08日
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