北京的医院治疗白癜风 http://www.txbyjgh.com/北京大学陈鹏教授团队给出了肯定的答案。他们发展了适用于活细胞的化学反应和工具,建立了活细胞“化学工具箱”,开拓了利用外源化学反应研究生物大分子的新途径,使我国在生物正交反应领域进入国际前沿,也因此于近日荣获了年度国家自然科学二等奖。
年,陈鹏与北京大学林坚团队合作开发了一种通用型的膜蛋白靶向降解技术,并得到膜蛋白靶向降解子GlueTAC。
实验结果表明,GlueTAC能够在包括肺癌、乳腺癌、黑色素瘤等多种癌细胞中快速介导靶蛋白的内吞和在溶酶体中的降解,从而得以更为高效、持久地激活T细胞并抑制肿瘤生长。
对于生物正交反应的现状,陈鹏坦言,生物正交反应面临创新拓展与应用升级的关键阶段,现有反应在效率、速率、底物稳定性、易得性、生物兼容性、相互正交性以及操作便捷性等方面或多或少还存在着各种各样的问题,还远远无法满足生命科学、医学、药学研究等的需求。
但可以预见,按照外延升级的发展趋势,用于活体动物甚至高等动物的生物正交反应的需求将越来越迫切。未来,发展或优化更为高效、相互正交的生物正交反应,开发用于活体动物的生物正交反应,以及充分利用生物正交反应的优势解决生命科学、医药领域的重要科学问题等十分迫切。陈鹏课题组也将在该领域继续耕耘。
连续化学反应控制的活细胞内超分子组装
纳米科学对生物学的影响可以通过构建并非内在生物活性的结构来实现(内在生物活性结构,即例如DNA和蛋白质等天然生物大分子)。活细胞内的合成装配就代表了一种可以探索和控制细胞行为的创新性化学工具。作者设想在活细胞中设计一个简单、模块化的方案,直接将非功能性成分组装成功能性结构。这不仅是纳米生物技术的一个重要里程碑,还提供了一个将合成化学与生命过程集成的平台。
作者设计了两个肽序列,使其经历一系列程序性事件,从细胞摄取、细胞内运输和定位等过程每个阶段都带来不同的结构变化,从而导致细胞内纤维结构的组装,并促进细胞程序性死亡。肽序列中每个合成成分的反应性由其细胞内定位决定,其直接环境决定了其化学反应和随后的运输途径。(紫色细胞示意图)
如图(分子结构式流程图),该反应过程包括以下3个阶段:第1阶段,即图中过程AB,肽序列进入细胞。反应物连接了一个转运体TAT序列(TransActivatorofTranscription,转录反式激活因子)——该序列源自人类免疫缺陷病毒(HIV)——和一个装配前序列(Depsipeptide)。与此同时,在成功的内吞作用中细胞内囊泡的酸化使TAT序列被水解分离出去,释放促组装序列,该过程由分子中pH依赖的硼酸-水杨酸羟酯络合基团控制,可调控特定pH值下水解并保护肽分子免于聚集。第2阶段即图中过程C,对癌细胞内过氧化物敏感的硼酸笼在H2O2触发下裂解。第3阶段即图中过程DE。由Depsipeptide的O,N-酰基在pH控制下重排触发,产生线性异亮氨酸-丝氨酸-丙氨酸(ISA)自组装基序。由于两组ISA分子中分别在最初设计时带上了促组装基团和荧光基团,因此可以组装产生带有荧光的纤维状结构,并在此过程中触发细胞凋亡。
在表征阶段,作者通过AnnexinV/碘化丙啶试验研究了细胞对体内组装反应的生物学反馈(显微镜图)。AnnexinV是一种与磷脂酰丝氨酸结合的蛋白,该蛋白仅在细胞凋亡时位于膜结构的外侧。用合成的两个肽序列处理A细胞,2h和4h后进行检测。在2h时,AnnexinV被发现明显地与细胞膜结合,表明细胞正在发生凋亡(绿色信号)。此时由于碘化丙未能进入细胞,说明细胞膜的完整性仍然保持完整。相反地,在4h时,由于与DNA的亲和力,在核区观察到碘化丙啶信号(红色信号)。这一观察结果展示了与凋亡相关的细胞膜透性变化过程。
总得来说,作者通过设计肽序列使其在活细胞内自发程序性反应,实现细胞内超分子组装。该反应平台扩展了纳米技术的领域,通过非天然大分子结构的形成直接影响生命系统。