药物设计界搜索引擎!清华大学创建全球第一个胜肽设计数据库

胜肽这种短链蛋白质由于分子小、分子小,广泛应用在保健食品及保养品,清华大学分子与细胞生物团队研发出全球第一个以分子动力学为基础研发出的新型胜肽设计数据库,好比高效率的药物设计界搜索引擎,可帮助学界、医界及药厂设计出有效、不伤害人体的新型胜肽药物。

胜肽设计数据库由清大生物信息与结构生物研究所长杨立威创建,团队中的清华分子与细胞生物研究所特聘教授蓝忠昱、教授傅化文应用数据库,找到可诊断幽门杆菌、对抗致病性白色念珠菌、大肠杆菌、抗肝癌病变的胜肽,并投入实验证实其功效,研究成果已刊登在国际期刊“自然通信”。

胜肽是由蛋白质最小的组成分子氨基酸所组成,由2个氨基酸组成的称为二胜肽,3个氨基酸组成则称三胜肽,依此类推,可有杀菌、调控免疫反应等多种功能,并已应用在治疗糖尿病等疾病药物,但过去胜肽药物的开发就像在成千上万的氨基酸串行组合中乱枪打鸟,必须逐一实验才知是否有效或对人体有害。

杨立威从已有的蛋白质数据库里提取170万条的α螺旋状胜肽,通过分子动力学的计算机模拟,找出其中的规则性,并在设计如抗菌功能的胜肽时,只要输入关键字,如AxxBxxC(A、B、C为已知有重要功能的氨基酸,x可为任何氨基酸),数据库即可预测出最符合研究人员需求结构与功能的胜肽串行。

作为团队中的微生物学专家蓝忠昱进一步以实验来证明计算机选的胜肽真的有效,结果证实数据库选出来的杀菌胜肽在对抗白色念珠菌及有害细菌上具有更好的功效,而且不易造成红血球破裂,安全性因此提升。

生物化学专家傅化文指出,应用数据库能设计出治疗效果更好的胜肽,也可应用在疾病诊断,团队就利用数据库找到胃部幽门螺旋杆菌蛋白中的一段胜肽,可被市售抗体识别,这个抗体因此有机会发展出新的诊断及治疗用途,而且团队发展的算法,也找到具治疗新冠肺炎潜力的胜肽。

杨立威强调,这套胜肽数据库研发成果除提供学术界作为设计新型胜肽的重要平台,未来也可提供生物科技及医疗产业,用在药物、化妆保养品、漱口水、隐形眼镜药水、牙膏等产品开发,用途十分广泛。

(首图来源:清华大学)

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