經濟參考報

日本合成能將人造氨基酸折疊成蛋白質的酶

2008-08-25 記者:錢錚來源:經濟參考報

　　本報東京電日本理化研究所和東京大學日前宣布，兩家機構共同合成了能將人造氨基酸正確折疊成蛋白質的融合酶。這項成果將可能帶來多種擁有新功能的蛋白質，貢獻于生物技術、醫藥等行業。
　　上述兩家機構共同發表新聞公報說，生物體內的蛋白質由20種氨基酸根據DNA中包含的遺傳信息按照一定的數量和順序結合而成。目前，增加蛋白質中氨基酸的種類，特別是將自然界并不存在的人造氨基酸組合入蛋白質，人為地使蛋白質擁有多樣化的功能的相關研究正成為各國科學家關注的焦點。但是這樣的嘗試等于是試圖改變由遺傳信息決定的生命體的最根本的構成要素，實現起來非常困難。尤其是與蛋白質合成相關的酶，參與著遺傳信息的表達過程，要人為地改變它們更是難上加難。而且，眾所周知，酶作為蛋白質的一種，具備一定的立體構造，替換其中的一部分或者企圖將別的蛋白質的一部分添加進去，都會造成整個立體結構的崩潰。
　　公報說，理化研究所和東京大學的這一聯合研究小組此前曾成功合成了組合入人造氨基酸“iodoTyr”的蛋白質。“iodoTyr”和天然存在的酪氨酸只有一個碘原子的差異。為了合成能正確區分“iodoTyr”和酪氨酸的酶，研究人員決定借用天然酶的作用機制。天然酶的一種苯丙氨酰-tRNA合成酶有時會誤將酪氨酸當成苯丙氨酸，另后者與轉運核糖核酸結合，但苯丙氨酰-tRNA合成酶立刻會覺察到自己的失誤，隨后就又令酪氨酸從轉運核糖核酸上脫離。苯丙氨酰-tRNA合成酶的這種功能被稱為校正功能。而酪氨酰-tRNA合成酶則沒有這樣的校正功能。
　　據此，研究小組成員將苯丙氨酰-tRNA合成酶的校正功能區域移植進原本區分不了“iodoTyr”和酪氨酸的“iodoTyrRS”，這樣如果轉運核糖核酸錯誤地與酪氨酸結合的話，校正功能區域會立刻發揮作用使兩者分離，而只有與“iodoTyr”結合的轉運核糖核酸才能到達核糖體。
　　在實驗中，研究人員成功利用植入了校正功能區域的融合酶“iodoTyrRS”，有選擇地將人造氨基酸“iodoTyr”組合進蛋白質。
　　公報說，運用這樣的融合酶，就有可能輕而易舉地將人造氨基酸組合進普通的蛋白質中，這樣就能夠大量合成各種各樣的新種類蛋白質。這些蛋白質可充當高效藥品的原料、高性能工業用酶和生物原料。

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