Nat Biotechnol & JACS:對細菌遺傳代碼進行操作 有望開發出更加...

2020-12-08 生物谷

2018年6月7日 訊 /生物谷BIOON/ --近日，一項刊登在國際雜誌Nature Biotechnology上的研究報告中，來自德克薩斯大學的科學家們通過改變細菌的遺傳代碼開發出了一種新方法，能使得治療性的蛋白更加穩定，這或許有望改善藥物的有效性和方便性，降低藥物的使用劑量，並且減少癌症等其它疾病患者機體所出現的副作用。

圖片來源：www.phys.org

通常用來治療癌症和免疫系統疾病的藥物在體內的半衰期常常較短，比如胰島素、人生長激素、幹擾素和單克隆抗體等，這是因為這些藥物是一種被化學鍵連接的蛋白質或胺基酸連，其含有半胱氨酸，當人類細胞和血液中存在特殊的化合物時，半胱氨酸常常會破碎這些連接鍵。

研究人員所開發的新方法就能夠利用硒代胱氨酸來替代半胱氨酸，硒代胱氨酸能夠形成更加穩定的化學鍵，這種改變就能夠開發出具有相同效益的藥物，同時還能增加藥物在體內的穩定性和半衰期。研究者Andrew Ellington教授說道，如今我們就能夠通過擴展遺傳代碼來製造出新型生物醫學相關的蛋白質。長期以來，生物化學家們利用遺傳修飾的細菌來作為工廠製造治療性的蛋白質，然而細菌具有內在的局限性，此前研究中，其能夠抑制治療過程中的硒代胱氨酸；通過將遺傳工程技術與定向進化技術想結合，研究人員就能對細菌的基本生物學特性進行重編程。

研究者能夠適應細菌的自然過程，插入硒代胱氨酸去除所有的限制，從而就能夠以硒代胱氨酸在任何蛋白質中編碼任何位點。2015年發表在國際雜誌Journal of the American Chemical Society上的一篇研究報告中，研究人員描述了基本的研究方法；而在這項最新研究中，研究人員通過研究產生醫學相關的蛋白質闡明了其所開發方法的實際應用，包括對乳腺癌藥物赫賽汀的功能性區域進行操作等。

研究者指出，相比當前包含半胱氨酸的蛋白質而言，這種新型蛋白質能在人體條件下存活時間更長。後期研究人員希望能夠通過更為深入的研究來擴展這種新方法的應用，從而開發出穩定性更強、且半衰期更長的治療性藥物。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Ross Thyer, Raghav Shroff, Dustin R Klein, et al. Custom selenoprotein production enabled by laboratory evolution of recoded bacterial strains. Nature Biotechnology (2018) doi:10.1038/nbt.4154

Thyer R, Robotham SA, Brodbelt JS, et al. Evolving tRNA(Sec) for efficient canonical incorporation of selenocysteine. J Am Chem Soc. 2015 Jan 14;137(1):46-9. doi: 10.1021/ja510695g

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