創造新的蛋白質分子替代藥物，他們正在進行這樣瘋狂的嘗試！

西雅圖蛋白質工程師Aaron Chevalier預測：分子摺紙技術會是藥物研發的未來。

他和他的華盛頓大學團隊用了大量時間設計出錯綜複雜的摺疊氨基酸鏈來創造自然界不存在的分子。他們的目標是：創造一個蛋白質分子，讓它和致病病毒結合，從而達到阻止病毒感染細胞的目的。或者是創造一個可以有效阻止蛋白質過敏的蛋白質分子。

「你可以想像出一種場景，我們利用設計出來的蛋白質研發製造所有的藥物和疫苗。」 華盛頓大學蛋白質研究所所長David Baker說。

困難與發展並存的蛋白質工程

當然，困難與發展並存：其一，目前尚不清楚我們的免疫系統是否接受外來的新蛋白質，身體可能會產生免疫排斥反應；其二，即使是這些蛋白質在電腦上顯示反應正常，可能到了身體里由於未知原因它就失效了。實際上，要想讓這些設計出來的蛋白質成為我們的葯櫃，還需一些時間。

Baker說：「像其他的藥物一樣，在這些蛋白質應用到人體之前必須要經過臨床測試。」

張陽，密歇根大學生物化學教授，也是蛋白質工程專家。他認為Baker的工作是有希望的，不過要把一個理論設計出來的蛋白質賦予治療疾病的功能，還需要很長時間。因為蛋白質不僅有其特定的作用，還需要與整個身體的機能互動。

「這個過程很複雜，不僅僅是考慮蛋白質之間相互作用，還有副作用問題，環境對蛋白質功能影響的問題以及蛋白質轉錄和翻譯的問題等等。」張陽說道。

夏日的一個下午，Chevalier向參觀實驗課的學生展示了蛋白質摺疊的原理，在電腦上顯示把一個平面的蛋白質分子摺疊成杯裝的蛋白質分子，之後又給展開成平面。他說：「這個過程是複雜的，但是將設計出來蛋白質用於治療疾病會更加的困難。」

「這不是簡單的弄清楚如何將蛋白質分子摺疊出杯子的形狀，就像你製造一個杯子的時候，重點是在它堅硬、耐用的特性以及可以盛水的功能。對於設計的蛋白質，我們不僅在意它的形狀，更在乎功能和穩定性。」Chevalier說。

人的身體內含有千千萬萬個蛋白質，它不僅是身體的重要組成部分也是體內物質運輸的載體，能使物質在細胞和生物體內自由、準確地轉移，準確度可以和瑞士表媲美。與Baker合作的蘇黎世聯邦理工學院有機化學教授Don Hilvert說：「蛋白質工程的目的是設計出新的蛋白質進行疾病治療。」

計算所有的組合方式

過去，科學家們利用他們在熱力學和生物化學上的知識，結合一些直覺、試驗和甚至是錯誤實驗結果，來尋找潛在的藥物。現在，Baker的團隊可以利用軟體程序搭建所需的蛋白質模型，並標明蛋白質的大小、形狀、化學性質和工作方式。同時，Rosetta軟體可以為他們提供大量的備選方案用於測試。

在計算機實驗室里，產品開發工程師、蛋白質工程師目不轉睛地盯著屏幕，利用Rosetta進行蛋白質模型的設計與改進。這個軟體可以識別海量的氨基酸組合，可以找到所需形狀、大小、化學性質的蛋白質。理論上，這是可實現的，且不違反物理規律。

不過，產品開發管理調查員Neil King表示：「這完全是計算機的想像。」

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