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3位科學家分享諾貝爾化學獎,請看浙大教授解讀



  浙江在線杭州10月3日訊 (記者 曾楊希) 10月3日,瑞典皇家科學院宣布,將2018年諾貝爾化學獎授予三位科學家。其中,一半頒給弗朗西絲·阿諾德,獎勵她實現了酶的定向演化;另一半頒發給喬治·史密斯和格雷戈里·溫特,獎勵他們實現了多肽和抗體的噬菌體展示技術。

  據諾貝爾獎官方公布,今年諾貝爾化學獎得主的主要貢獻是進化控制,以及使用進化變化和選擇的相同原理,開發設計解決人類化學問題的蛋白質。

  其中,阿諾德是諾貝爾獎118年歷史上第五位女性化學獎得主,她在1993年首次實現了酶的定向進化。酶是一類能夠催化化學反應的特殊蛋白質。通過定向進化制造的酶可用于生產包括生物燃料和藥品在內的多種產品。

  史密斯研發了一種名叫“噬菌體展示”的技術,可利用噬菌體(一種能感染細菌的病毒)培育新型蛋白質。溫特利用“噬菌體展示”技術發明了新藥。第一個基于這種方法創造出來的藥物——阿達木單抗于2002年獲批,被用于風濕性關節炎、銀屑病和炎癥性腸病治療。如今,利用該技術生產的抗體已經能中和毒素,對抗自體免疫病,甚至治療轉移的癌癥。

  這3位科學家為何會獲得今年的諾貝爾化學獎?他們的研究到底有哪些應用價值?10月3日,記者采訪了浙江大學求是特聘教授、浙江大學藥物生物技術研究所所長李永泉和浙江大學醫學院教授、浙江省藥學會生物制藥專委會主任委員詹金彪。

  “酶是一類由微生物和動植物細胞產生的催化生物化學反應的特殊蛋白質。酶是生物體新陳代謝的機器,它促使一切與生命有關的化學反應順利進行?!崩钣廊忉?,酶的定向進化,是創造生物進化條件,模擬自然進化機制,選擇更適應特定生命活動的酶。

  他回憶,上世紀90年代初,人們通過誘變、篩選獲取酶,而阿諾德的酶定向進化技術廣泛應用于酶的高效改造,讓人類可以按照自己的意愿和需要改造酶,甚至設計出全新的酶。

  此外,李永泉還認為,阿諾德的酶定向進化理論提出及在世界范圍內的大量應用實踐,實現了實驗室內生物大分子的再進化,具有重要的創新意義?!懊付ㄏ蜻M化新技術在不斷發展,是合成生物學重要使能技術之一,以擴展催化元件庫及系統適配性。她獲諾貝爾化學獎,讓這一領域受到了很大的鼓舞?!?/p>

  對于此次獲獎的另一個內容多肽和抗體的噬菌體呈現技術,從事抗體藥物研究的詹金彪表示這一領域能獲獎“有些意外,有些驚喜”。

  詹金彪解釋,噬菌體是侵襲細菌的病毒??贵w是一類能與抗原特異性結合的免疫球蛋白,在醫療實踐中應用甚為廣泛??贵w的噬菌體展示技術是指將抗體的基因插入到噬菌體中,導致噬菌體的表面能夠“展示”抗體,“就像用魚鉤釣魚一樣,這種技術能用噬菌體把有用的抗體釣出來,通過這種方式,一方面能建立抗體庫,另一方面能夠在抗體庫中篩選適合治療疾病的抗體?!?/p>

  詹金彪介紹,目前,利用“噬菌體展示”技術,全世界已經研發出了幾種抗體藥物,用于風濕性關節炎、銀屑病和炎癥性腸病的阿達木單抗就是成功案例之一。未來,這項技術在對抗自體免疫疾病、腫瘤治療等領域還將有更大的空間。中國也在進行這一領域的研發,也有一些采用這項技術的抗體藥物正在研發中。




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