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Nature:快速研发,一类新药的完整解决办法

2017.9.29

  “这些微型蛋白结合剂有能力成为一类新药,填补小分子药物和生物制剂之间的空白。像单克隆抗体一样,它们对目标的高选择性可被设计。由于体型小,这些短蛋白的结构往往非常稳定,因此无需冷藏储存,相比大多数大蛋白药物,也包括单克隆抗体,它们更容易生产和管理,”项目领导者David Baker说。

  Baker是华盛顿大学医学院的生化教授,也是蛋白质设计研究院主任,9月27日,他与同事在《Nature》杂志发表文章报道了这项最新研究成果。蛋白质设计学院的Aaron Chevalier、Daniel-Adriano Silva 和Gabriel J. Rocklin是本文的共同第一作者。

  该方法利用Baker课题组所开发的计算机平台“Rosetta”设计了数以千计的长度约为40个氨基酸的小蛋白质,据Rosetta预测,它们能与分子靶标紧密结合。

  此前,人工合成的短小蛋白质结合剂都是在天然蛋白质的基础上改造而成,结果无法超越单克隆抗体。

  Baker课题组的是“原创”的迷你蛋白质结合剂,为了满足紧密地与靶标结合的需求,设计修改都方便。

  为了验证平台应用效果,研究人员设计了两套“小蛋白药”:一套是阻止流感病毒入侵细胞,另一套是结合并中和致命神经毒素(肉毒杆菌毒素)。然后合成编码这些蛋白质的段片段DNA,让酵母细胞生产这些蛋白,然后观察它们与目标(流感H1血凝素和肉毒毒素B)的结合情况。

  利用这种方法,短短几个月内,他们完成了22660种蛋白质的设计和测试工作,其中2000多种对目标有很强的亲和力。

  提前72小时,使用含有定制蛋白质的鼻腔喷雾喷洒小鼠,可以保护小鼠免受流感影响。这种预防效果等于甚至高于抗体所提供的保护能力。

  蛋白质性质实验表明,它们非常稳定,遇高温后不会失活,而且由于分子量很小,几乎不会引发免疫反应,避免了很多蛋白质药物因机体免疫导致失效的常见问题。

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