德國科學家成功研發(fā)出一種水溶性光感多肽結(jié)構(gòu)，其生物學功能可以用燈光控制，進一步研究將有望實現(xiàn)治癌藥物的精確投送。相關(guān)研究成果發(fā)表在近期出版的《應用化學》雜志上。
藥物等可溶性物質(zhì)通常會在體內(nèi)均衡分布。盡管它們中的一部分可以到達自己的目標區(qū)域，但同時也有很大一部分分布到了那些根本不希望它們?nèi)サ牡胤?。因此，科學家們一直試圖開發(fā)一種方法，來準確控制藥物作用的時間和空間。例如在到達選定的細胞區(qū)域(如腫瘤區(qū)域)時，相應的作用物質(zhì)才被激活，離開該區(qū)域后就失去活性。
現(xiàn)在，萊布尼茨分子藥理學研究所(FMP)和柏林科技大學的科學家們在這一方向上走出了關(guān)鍵性的一步，成功開發(fā)出第一種水溶性光感多肽結(jié)構(gòu)，其生物學功能可以用燈光控制?？茖W家們在多肽模型中插入了光開關(guān)，這是生物活性蛋白模型的一部分。開關(guān)處于基態(tài)時，它阻礙多肽與蛋白質(zhì)的結(jié)合；當開關(guān)通過光照被“轉(zhuǎn)換”后，它允許多肽與目標蛋白結(jié)合。
多肽由氨基酸以一定的序列組成，它與其他分子，包括蛋白質(zhì)等交換生物信息?？刂蒲撬降囊葝u素，還有刺激生成胃酸的胃泌素中都含有多肽。多肽對身體的特定功能有影響，此外，它們還有作為內(nèi)源性物質(zhì)的優(yōu)點，幾乎不會引發(fā)身體的防御反應。通過相互之間氫鍵的連接，多肽可以改變自己的形狀。這種所謂的二級結(jié)構(gòu)有α－螺旋、β－折疊等幾種形式。只要成功獲得一個分子開關(guān)，就可以破壞或支持多肽的二級結(jié)構(gòu)，進而控制多肽的屬性。
FMP的科學家嵌入在多肽上的分子開關(guān)處于延伸形式的基態(tài)，即所謂的反式。這種延伸模式保持兩個肽鏈相互分開，防止它們結(jié)合形成二級結(jié)構(gòu)。通過波長約330納米的紫外線照射后，開關(guān)轉(zhuǎn)換成為順式，允許兩側(cè)肽鏈間的氫鍵結(jié)合。多肽隨之轉(zhuǎn)變?yōu)榕c蛋白質(zhì)相互作用必需的β型結(jié)構(gòu)，然后與蛋白質(zhì)的特定位置結(jié)合。論文的第一作者克里斯提·霍普曼解釋說，用這種多肽模型可以控制相應的天然蛋白質(zhì)相互作用，進而借助光來控制相應的信號鏈。
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