發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上的一項新研究可以改變科學家研究醫(yī)學中最重要的酶之一的方式，希望在未來設計出更好、更具成本效益的藥物。酶是加速細胞內(nèi)化學反應的分子。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生物化學與細胞分子生物學副教授Nitin Jain和研究生Sara Lemmonds共同撰寫，他們密切關注細胞色素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重要的作用。
當給藥時，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合，確保其安全排出體外?！笨茖W家們知道P450還有另一個顯著的特點：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。
“當溫度升高時，人類P450酶產(chǎn)生的化學反應更有效，”Jain說。到目前為止，科學家認為P450的耐熱性是由于其剛性結構。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系，科學家可以設計出用于生物技術應用的改良P450酶，為人類設計出更好的藥物，集中生產(chǎn)并使其更具成本效益。在這項研究中，研究人員從溫泉中收集嗜熱細菌，并分離出P450酶。
他們使用光譜學和中子散射這兩種基于磁性的技術來幫助闡明柔韌性和熱穩(wěn)定性之間的關系?！翱赡苓€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產(chǎn)品，”萊蒙斯說。
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