王磊解释道,添加非天然氨基酸会改变蛋白质的化学性质,在药物研制以及化学品制造中,新蛋白质会让得到的产品拥有更加丰富而多样的功能。

  例如,王磊和同事将受到某些颜色的光照时在显微镜下会发光的非天然氨基酸插入蛋白质中,便可以实时观测到细胞内蛋白质的合成情况,因为蛋白质是大部分细胞执行其功能的基础,这样就有助于科学家们描述与疾病或衰老有关的生物学机制。

  现在,已有人使用经过基因修改的细菌来制药,例如用其来合成胰岛素以取代动物胰腺,供糖尿病患者调节其血糖浓度。

  将多个非天然氨基酸嵌入蛋白质中

  虽然利用DNA(脱氧核糖核酸)重组技术将非天然氨基酸整合入蛋白质中可得到功能更加强大的蛋白质,但在扩展该技术应用范围的前进道路上存在着一个“拦路虎”——一次只能将一个非天然氨基酸整合入蛋白质中。

  为了将一个整合过的非天然氨基酸的指令嵌入细菌的遗传代码中,王磊和同事利用了终止密码子——蛋白质遗传蓝图中特殊的代码序列。在蛋白质的制造过程中,终止密码子会告诉细胞机器停止朝形成蛋白质结构骨架的序列增加氨基酸。