据英国帝国理工学院和萨里大学的研究人员报道,他们开发出一种新型蛋白质结晶技术,有望显著加快新药研发进程。该研究成果于2006年1月在线发表在《美国科学院院刊》(PNAS)上。
蛋白质结晶是将蛋白质分子排列成三维晶体的过程,这对于通过X射线晶体学解析蛋白质的原子结构至关重要。蛋白质的三维结构能够揭示其功能机制,从而为设计高效、特异的治疗药物提供基础。然而,长期以来,获得高质量蛋白质晶体一直是X射线晶体学的主要瓶颈,尤其是在结构基因组学和蛋白质组学快速发展、需要解析数千种蛋白质结构的背景下。
为了解决这一难题,研究人员采用了一种称为“形核剂”的物质,它能够促进蛋白质分子形成晶体点阵。该研究提出了一种新的结晶理论:使用具有纳米孔结构的材料作为形核平台,这些孔洞可以捕获蛋白质分子并诱导其结晶。研究团队利用生物玻璃(一种由帝国理工学院开发的多孔材料)验证了这一理论。生物玻璃表面分布着不同尺寸的孔,能够吸附不同大小的蛋白质分子,从而促进多种蛋白质的结晶。实验结果显示,生物玻璃能够使大量蛋白质成功结晶。
帝国理工学院的一位教授指出:“获得良好晶体的关键在于控制成核过程。我们一直在寻找一种能够捕获任何蛋白质并使其结晶的‘通用形核剂’。虽然这一目标已探索多年,但这是科学家首次研发出能够使大量蛋白质结晶的实用技术。”研究团队计划通过帝国理工学院的技术转让公司将该技术商业化,以推动新药研发。