發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上的一項(xiàng)新研究可以改變科學(xué)家研究醫(yī)學(xué)中最重要的酶之一的方式，希望在未來設(shè)計(jì)出更好、更具成本效益的藥物。酶是加速細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的分子。它是人體內(nèi)成千上萬種酶的家園，這些酶具有重要的功能，如消化脂肪和將糖分解為葡萄糖。本文由UT生物化學(xué)與細(xì)胞分子生物學(xué)副教授Nitin Jain和研究生Sara Lemmonds共同撰寫，他們密切關(guān)注細(xì)胞色素P450這種在人體和其他環(huán)境中天然存在的酶。這種酶在90%以上的藥物代謝中起著至關(guān)重要的作用。
當(dāng)給藥時，通常不會被身體完全用完，剩余的多余部分會變得有毒。萊蒙茲解釋說：“P450的功能是與肝臟中剩余的藥物結(jié)合，確保其安全排出體外?！笨茖W(xué)家們知道P450還有另一個顯著的特點(diǎn)：它可以在非常高的溫度下保持穩(wěn)定。在溫泉和火山沉積物中的細(xì)菌中也發(fā)現(xiàn)了同樣的酶，據(jù)觀察，盡管溫度極高，它們也能正常發(fā)揮作用。
UT的研究人員正在研究酶的熱穩(wěn)定性。
“當(dāng)溫度升高時，人類P450酶產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)更有效，”Jain說。到目前為止，科學(xué)家認(rèn)為P450的耐熱性是由于其剛性結(jié)構(gòu)。然而，賈恩和萊蒙茲的研究表明，這些蛋白質(zhì)可以非常靈活。
Jain說：“通過更好地理解柔韌性和高溫之間的關(guān)系，科學(xué)家可以設(shè)計(jì)出用于生物技術(shù)應(yīng)用的改良P450酶，為人類設(shè)計(jì)出更好的藥物，集中生產(chǎn)并使其更具成本效益。在這項(xiàng)研究中，研究人員從溫泉中收集嗜熱細(xì)菌，并分離出P450酶。
他們使用光譜學(xué)和中子散射這兩種基于磁性的技術(shù)來幫助闡明柔韌性和熱穩(wěn)定性之間的關(guān)系。“可能還有其他酶在高于P450的溫度下具有靈活性，或者它們可以通過簡單的突變而具有靈活性。如果是這樣的話，從未來的研究中獲得的知識可以用于靶向身體的特定過程、治療疾病或制造新的化學(xué)產(chǎn)品，”萊蒙斯說。
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