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绿藻中的抗癌药物
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绿藻中的抗癌药物 2012-12-12 来源：生物通 http://www.menet.com.cn/Articles ... 0217217_85288.shtml 核心提示：加州大学圣迭戈分校的生物学家成功对绿藻进行了基因工程改造，使其能够大量生产一种复杂而昂贵的癌症治疗药物。这项研究开辟了低成本大量合成复杂蛋白药物的新途径，文章提前发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志的网站上。 加州大学圣迭戈分校的生物学家成功对绿藻进行了基因工程改造,使其能够大量生产一种复杂而昂贵的癌症治疗药物。这项研究开辟了低成本大量合成复杂蛋白药物的新途径,文章提前发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志的网站上。 “这种抗癌药物的生产一般使用哺乳动物细胞,而我们能够在绿藻中生产完全一样的药物,这有望大大降低药价,”加州大学圣迭戈分校生物学教授Stephen Mayfield说。 人们甚至可以在绿藻中采用新的药物生产策略,合成其他系统无法合成的蛋白,用于治疗癌症或其他人类疾病。“我们不能在细菌中生产这类药物,因为细菌不能将蛋白折叠出如此复杂的三维结构,” Mayfield说。“也不能用哺乳动物细胞生产,因为毒素会杀死细胞。” 研究人员经过七年努力,发现在生物实验室广泛用作遗传学模式生物的绿藻Chlamydomonas reinhardtii能够生产多种人类药用蛋白,比细菌或哺乳细胞的产量更大成本更低。 五年前,研究人员完成了首个突破,在绿藻中生产了血清淀粉样蛋白。一年后,他们又用绿藻中生产了一种人类抗体蛋白。2010年,他们成功在绿藻中生产了复杂的药用蛋白,例如用于治疗肺气肿的血管内皮生长因子VEGF。今年五月,Mayfield的研究团队与人合作,用绿藻生产了更复杂的蛋白,一种能够预防疟疾的新型疫苗,疟疾是目前世界上最流行的疾病之一。 而在这项新研究中,科学家们利用绿藻生成了带有两个结构域的复杂三维蛋白,其中一个结构域有追踪并附着癌细胞的抗体,而另一个结构域含有杀死癌细胞的毒素。目前制药公司生产这种蛋白需要两个步骤,先在Chinese hamster或CHO细胞中生产抗体部分并将其纯化。随后用化学方式将抗体部分与细胞外的毒素相连,再纯化最终蛋白。 研究人员指出,他们的方法具有两大优势。其一,将抗体和毒素融合在一个基因中形成一种蛋白,因此只需纯化一次。其二,在绿藻而非CHO细胞中进行生产,大大降低了蛋白生产成本。 经验证,绿藻产的化合物与制药公司生产的化合物完全一样,能够在小鼠体内追踪癌细胞并抑制肿瘤发展。研究人员指出,之所以不能在哺乳动物CHO细胞中生产上述融合蛋白,是因为毒素会杀死细胞。但绿藻中该蛋白是在叶绿体合成的,其中的毒素被隔离起来不会杀死绿藻。叶绿体是绿藻和植物细胞用来进行光合作用的场所。如果叶绿体中的蛋白泄露出去,毒素就会杀死细胞,而事实是叶绿体中的数千蛋白拷贝无一泄漏。 “我们能否在绿藻中合成更多结构域的人工设计蛋白呢,我想是可以的。从某种程度上说,这种药物设计有点像装配电脑,将不同模块组合在一起以实现特定目标。我们可以用蛋白中的一个结构域靶标细胞,而其他结构域则负责特殊功能。”Mayfield说。 （责任编辑：lily-cha |
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