德科学家成功研发出分子光开关鹤山

[慧聪机械工业网]德国科学家成功研发出一种水溶性光感多肽结构，其生物学功能可以用灯光控制，进一步研究将有望实现治癌药物的精确投送。相关研究成果发表在近期出版的《应用化学》杂志上。

药物等可溶性物质通常会在体内均衡分布。尽管它们中的一部分可以到达自己的目标区域，但同时也有很大一部分分布到了那些根本不希望它们去的地方。因此，科学家们一直试图开发一种方法，来准确控制药物作用的时间和空间。例如在到达选定的细胞区域(如肿瘤区域)时，相应的作用物质才被激活，离开该区域后就失去活性。

现在，莱布尼茨分子药理学研究所(FMP)和柏林科技大学的科学家们在这一方向上走出了关键性的一步，成功开发出第一种水溶性光感多肽结构，其生物学功能可以用灯光控制。科学家们在多肽模型中插入了光开关，这是生物活性蛋白模型的一部分。开关处于基态时，它阻碍多肽与蛋白质的结合；当开关通过光照被“转换”后，它允许多肽与目标蛋白结合。

多肽由氨基酸以一定的序列组成，它与其他分子，包括蛋白质等交换生物信息。控制血糖水平的胰岛素，还有刺激生成胃酸的胃泌素中都含有多肽。多肽对身体的特定功能有影响，此外，它们还有作为内源性物质的优点，几乎不会引发身体的防御反应。通过相互之间氢键的连接，多肽可以改变自己的形状。这种所谓的二级结构有α－螺旋、β－折叠等几种形式。只要成功获得一个分子开关，就可以破坏或支持多肽的二级结构，进而控制多肽的属性。

FMP的科学家嵌入在多肽上的分子开关处于延伸形式的基态，即所谓的反式。这种延伸模式保持两个肽链相互分开，防止它们结合形成二级结构。通过波长约330纳米的紫外线照射后，开关转换成为顺式，允许两侧肽链间的氢键结合。多肽随之转变为与蛋白质相互作用必需的β型结构，然后与蛋白质的特定位置结合。论文的第一作者克里斯提·霍普曼解释说，用这种多肽模型可以控制相应的天然蛋白质相互作用，进而借助光来控制相应的信号链。

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