科学家找到增强蛋白质生产的方法

实验室中很难合成诸如胰岛素的胰岛素和血友病的凝血因子之类的药物。这类药物是基于治疗性蛋白质的，因此科学家将细菌改造成微小的蛋白质制造工厂。但是即使在细菌或其他细胞的帮助下，生产用于医学或商业用途的蛋白质的过程也是费力且昂贵的。

现在，位于圣路易斯的华盛顿大学医学院的研究人员发现了一种使蛋白质产量增加一千倍的方法。这项发现发表在12月18日的《自然通讯》上，可以帮助提高产量并降低制造某些蛋白质基药物，疫苗和诊断剂以及食品，农业，生物材料，生物能源和化学工业中使用的蛋白质的成本。

该研究的资深作者，细胞生物学和生理学副教授Sergej Djuranovic博士说：“生产用于医学或商业用途的蛋白质的过程可能是复杂，昂贵和耗时的。“如果使每种细菌产生的蛋白质多10倍，那么只需完成十分之一细菌的工作即可完成工作，这将大大降低成本。该技术适用于各种蛋白质，因为这是细菌的基本特征通用的蛋白质合成机器。”

蛋白质是由数百个链接长的氨基酸链构成的。Djuranovic和Djuranovic实验室的一名本科生Manasvi Verma是第一作者，当另一项研究的实验未能按预期进行时，偶然发现了前几种氨基酸的重要性。研究人员正在寻找控制特定基因产生的蛋白质数量的方法。

Djuranovic说：“我们改变了前几个氨基酸的序列，我们认为它对蛋白质表达没有影响，但是，它使蛋白质表达增加了300%。” “因此，我们开始深入了解发生这种情况的原因。”

研究人员转向绿色荧光蛋白，这是一种生物医学研究中使用的工具，可以通过测量产生的荧光量来估计样品中的蛋白量。Djuranovic及其同事随机更改了绿色荧光蛋白中前几个氨基酸的序列，产生了9,261个不同的版本，除了最开始的版本相同。

研究人员发现，不同版本的绿色荧光蛋白的亮度从最暗到最亮，变化了千倍，表明产生的蛋白质量相差千倍。经过仔细的分析和进一步的实验，华盛顿大学和斯坦福大学的Djuranovic，Verma及其合作者确定了蛋白质链中第三，第四和第五位的某些氨基酸组合，从而产生了大量的蛋白质。

此外，相同的氨基酸三胞胎不仅增加了最初来自水母的绿色荧光蛋白的产量，而且还增加了与珊瑚和人类等远缘物种的蛋白的产量。

这些发现不仅有助于提高医学应用的蛋白质产量，而且还有助于提高食品，农业，化学和其他行业的蛋白质产量。

Djuranovic说：“增加蛋白质产量可以使我们受益匪浅。” “在生物医学领域，如果我们能够提高产量，那么用于医疗设备的药物，疫苗，诊断剂和生物材料中就会使用许多蛋白质，这些蛋白质的价格可能会降低。而且，更不用说为食品工业而生产的蛋白质了，有一种叫做凝乳酶在奶酪制造中非常重要，例如化学工业，生物能源，科学研究等。优化蛋白质生产可能会带来广泛的商业利益。”

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