给细胞做核磁共振

顾汉现

给细胞做核磁共振

(转帖)

日期: 2009-01-17  

        美国密歇根州立大学的一位化学家，别出心裁地使用核磁共振分光镜来观察大肠杆菌。他的研究可能最终导致一种更快速更便捷的方法，来开发基于蛋白质的药物，它们是对付癌、糖尿病和肝炎等疾病的主要手段。

         

        你可能知道，药物制造和研究中所用的蛋白质，往往是在进行过基因改造的大肠杆菌内制造的，这是一种单细胞的细菌。而蛋白质一般汇集在科学家称为的包涵体内。“因为有相当多的蛋白质是集簇存在的，难以彼此分离，使最多达95%的蛋白质实际上无法使用。”化学副教授大卫·韦利基解释说，有时通过破损蛋白质来分离它，也是不得已而为之的。因为蛋白质的结构直接决定其功能，必须在另一个称为“复性”的步骤中恢复它的原来结构。

         

        韦利基和他的博士生深入观察了组成这些包涵体的蛋白质结构，研究使它们集簇在一起的过程，从中寻找如何分开它们的线索。他说，那可以使制造业中的处理更有效率。

         

        韦利基团队没有采取用红外线分光镜来观察脱水样品的常用方法，而是通过核磁共振分光镜来观察完整的细胞。

         

        核磁共振是一项分析原子核磁性质的技术，在现代化的医院里广泛采用，通常被称为医学影像诊断技术。韦利基和同事们将它看成是分析生物分子，分析细菌体内包涵体的有效方式。在核磁共振的过程中，包涵体内的蛋白质即使大多是折叠而不是展开的，也能够直接处理，省却了需要将蛋白质先分离再复性的繁复过程。

         

        “这给我们的帮助很大，我们能在完整的细胞中探查蛋白质的分子结构，并能用上先进的分析和生物化学方法，来处理生物科技中有重要意义的问题。”韦利基说。这项研究最近在美国《化学和工程新闻》中发表。

         

        通过核磁共振直接探查细菌中蛋白质的技术，有重要的现实意义。蛋白质被认为是生物大分子的“工兵”，它形成对新陈代谢至关重要的酵素，给细胞提供结构支持，还是细胞的信号、免疫反应和其他生命活动的重要成分。有人说，在一个生物活体内，无论发生了什么，它要么是蛋白质引发的，要么是蛋白质管理的。按一家市场研究公司的数据，全世界的蛋白质药物市场2007年销售额为630亿美元，2010年可达870亿美元。随着蛋白质药物的增加，越来越需要有流水线形式的制造能力和方法。韦利基的发明可能正是雪中送炭。