新型人工酶可“锁住”蛋白质运动，为疾病研究开辟新路径
2026年06月11日
近期，西交利物浦大学的研究人员开发出一种新型酶，能够将蛋白质“固定”起来，为疾病研究与治疗提供新思路。
蛋白质是生命活动的“机器”。在人体每个细胞内，蛋白质都在不断运动并改变构象，发挥着分子马达、微型通道等多种关键作用。
“正是这些运动驱动着生命过程，也与疾病的发生密切相关。”西浦理学院副教授Kozo Hamada博士表示，“如果我们能够阻止特定蛋白质的运动，就有可能调控健康与疾病进程。”
这正是Kozo Hamada博士与西浦生物信息学专业本科生李怡颖在一项研究中尝试实现的目标，该项研究成果发表于学术期刊FEBS Letters。
“我们设计了一种人工酶，能够在蛋白质之间形成共价连接，从而有效地将它们固定在原位。这有点像蜘蛛用蛛丝困住猎物，使其无法逃离蛛网。”Hamada博士解释说。
李怡颖和Hamada博士开发的这种酶能够阻断一种名为SERCA的蛋白质的运动。SERCA通常负责将钙离子泵入细胞内特定区域，使细胞保持对钙信号作出反应的能力。钙信号传导是神经和肌肉活动中的重要过程。
研究团队利用生物信息学方法，筛选出一种来源于细菌的微型蛋白质，该蛋白质能够在蛋白质之间形成连接。随后，他们对这一候选蛋白进行工程改造，使其成为一种可选择性“锁定”SERCA的工具。将该工具导入细胞后，SERCA的运动受到阻断，钙离子泵送能力也随之降低。
当与诱饵蛋白融合的TGC在细胞中表达后，邻近的靶蛋白无需辅助因子即可被共价“锁定”。当结合常数（K=ka/kd）足够高时，TGC能够催化自发性锁定过程。研究显示，对TGC–ALN中保守半胱氨酸进行突变后，SERCA功能得以保留；而具有功能活性的TGC–ALN则会完全抑制SERCA活性。
目前，研究人员已经拥有多种使蛋白质失活的工具。两种主要方法分别是通过基因工程敲除目标蛋白，或利用小分子结合蛋白质的活性区域，从而干扰其功能。这些技术十分强大，但针对每一种蛋白质进行开发都需要时间，而且与任何工具一样，也可能带来意料之外的副作用。
“我们的方法提供了一种全新的策略：不是移除蛋白质，也不是阻断其活性位点，而是直接冻结其结构变化。这使我们能够以一种本质上不同且更直接的方式抑制蛋白质活性。”Hamada博士说。
通过更换靶向模块，这一工具还可被调整用于“锁定”其他蛋白质；也就是说，只需将识别SERCA的特异性单元替换为靶向另一种蛋白质的模块即可。研究人员正继续优化这一方法，以便该工具能够更加精准、高效地作用于更多蛋白质。
“总体而言，我并不认为这项工作是一个终点，而是我作为年轻研究者开启科研生涯的起点。”李怡颖表示。
研究团队还希望，这项技术未来能够开启基于直接调控蛋白质活性的全新治疗策略。对于某些疾病而言，“锁定”与疾病相关的蛋白质，或许将成为一种具有价值的治疗思路。
（翻译：王璐谣 编辑：石露芸）
2026年06月11日