Nat Biotechnol & JACS：对细菌遗传代码进行操作 有望开发出更加稳定长效的抗癌药物

-近日，一项刊登在国际杂志Nature Biotechnology上的研究报告中，来自德克萨斯大学的科学家们...






近日，一项刊登在国际杂志Nature Biotechnology上的研究报告中，来自德克萨斯大学的科学家们通过改变细菌的遗传代码开发出了一种新方法，能使得治疗性的蛋白更加稳定，这或许有望改善药物的有效性和方便性，降低药物的使用剂量，并且减少癌症等其它疾病患者机体所出现的副作用。

通常用来治疗癌症和免疫系统疾病的药物在体内的半衰期常常较短，比如胰岛素、人生长激素、干扰素和单克隆抗体等，这是因为这些药物是一种被化学键连接的蛋白质或氨基酸连，其含有半胱氨酸，当人类细胞和血液中存在特殊的化合物时，半胱氨酸常常会破碎这些连接键。

研究人员所开发的新方法就能够利用硒代胱氨酸来替代半胱氨酸，硒代胱氨酸能够形成更加稳定的化学键，这种改变就能够开发出具有相同效益的药物，同时还能增加药物在体内的稳定性和半衰期。研究者Andrew Ellington教授说道，如今我们就能够通过扩展遗传代码来制造出新型生物医学相关的蛋白质。长期以来，生物化学家们利用遗传修饰的细菌来作为工厂制造治疗性的蛋白质，然而细菌具有内在的局限性，此前研究中，其能够抑制治疗过程中的硒代胱氨酸；通过将遗传工程技术与定向进化技术想结合，研究人员就能对细菌的基本生物学特性进行重编程。

研究者能够适应细菌的自然过程，插入硒代胱氨酸去除所有的限制，从而就能够以硒代胱氨酸在任何蛋白质中编码任何位点。2015年发表在国际杂志Journal of the American Chemical Society上的一篇研究报告中，研究人员描述了基本的研究方法；而在这项最新研究中，研究人员通过研究产生医学相关的蛋白质阐明了其所开发方法的实际应用，包括对乳腺癌药物赫赛汀的功能性区域进行操作等。

研究者指出，相比当前包含半胱氨酸的蛋白质而言，这种新型蛋白质能在人体条件下存活时间更长。后期研究人员希望能够通过更为深入的研究来扩展这种新方法的应用，从而开发出稳定性更强、且半衰期更长的治疗性药物。

原始出处：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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