《自然》：如果已有蛋白無法滿足免疫需求，那麼，自己設計呢？

這是在計算機中設計的針對流感血凝素的微型蛋白質粘合劑，它可以更加有效的結合和中和病毒

在過去我們研發新的藥物的時候，我們往往會在自然界已有的蛋白質分子上面進行改造。而這種改造不見的會使其效果增加。那麼我們不妨換個思路，從頭設計一種蛋白質如何？

研究人員表示，他們開發了一種新的計算機技術來生產許多可以設計成與治療靶標相結合的不同種類的微型蛋白質。 他們在這項研究中說道：他們開發的新技術可以生產成千上萬的新候選藥物，保護人體免受傳染病的困擾，如很常見的流感，也包括研髮針對神經毒素的解毒劑。

華盛頓大學醫學院生物化學教授，UW蛋白質設計研究所所長，領導多機構研發該項目的David Baker博士說道：「通過計算機設計的蛋白，在自然界中是不存在的。而這也就意味著它有著自己獨特的優勢。它不僅擁有小分子藥物的穩定性，並且具備與較大體積的生物製劑相同的特異性和效用。」

「這些微型蛋白質粘合劑有可能成為新一批藥物，彌補了小分子藥物和生物製劑之間的差距，如單克隆抗體，它們可以被設計成與靶標具有更高的結合度的存在，而且它們更加穩定。」 Baker博士與同事們在《自然》雜誌上發表的時候說道，「並且他們更加容易修改和管理。」

《自然》雜誌該篇研究

該技術依賴於由貝克博士和華盛頓大學的同事開發的Rosetta計算機信息平台。他們通過這個信息平台設計了數千種長度很短的蛋白質，長度僅僅約為40個氨基酸。而Rosetta系統用來檢驗和預測這些小分子蛋白質是否具備和分子靶標緊密結合的特性。

「而由於它們的體積小，長度大概只有40個氨基酸那麼長，相對於那些具備空間結構的蛋白質來說，這些微小的蛋白質往往非常穩定。」貝克博士說，「這些微小的蛋白質甚至可以不用冷藏來儲存，而且它們比大型蛋白質藥物（如單克隆抗體）更容易使用。」

在過去的一段時間內，蛋白質 - 粘合劑藥物通常是天然存在的蛋白質的重新設計改造出來的。但是實際臨床研究表明，它們的作用並不比單克隆抗體要好很多。那麼，我們為什麼不自己動手設計一些蛋白質 - 粘合劑呢?

Baker博士說道：「由於這些微型蛋白質粘合劑是由我們自行設計的，因此可以對其進行針對某個疾病做特殊設計或處理，以使其更緊密地結合靶標，而且由於是我們自行設計的蛋白質，這就大大的有利於我們對其進行修改和改進。」

在這項研究中，目前該團隊已經設計出了兩套微小蛋白質並且經過了實驗檢驗：其中一種可以防止流感病毒侵入細胞，另一種可以結合併中和一種致命的神經毒素，而這種致命的神經毒素就是我們經常聽到的生化武器之一：肉毒桿菌神經毒素。

計算機建模確定了可以結合流感和肉毒桿菌目特異性靶標的數千種短蛋白質的氨基酸序列，利用這種分析大型的數據分析，該團隊創建了可以編碼這些蛋白質的DNA，然後在酵母細胞中編碼翻譯出微小蛋白質，然後查看它們與流感H1血凝素和肉毒桿菌神經毒素B靶標的結合程度。

Baker博士說道：「這項新技術允許我們在短短几個月內設計和測試超過20000種微小蛋白質，更確切的說，是22,660種微小蛋白質。而在這個研究中，其中超過2000種微小蛋白質與靶標表現出高親和力，更加容易和靶標結合。」

Baker博士指出，在這些都具備高親和力的微小蛋白質種，他們發現抗流感蛋白在細胞培養物中中和了病毒，而其他設計的蛋白質則可以阻止肉毒桿菌毒素進入腦細胞。

在這項研究中，研究人員發現，將含有特定設計過的微小蛋白質放到一種鼻噴霧劑種，不論是在小鼠暴露在病毒環境前，還是在72小時後，都可以完全保護小鼠不受病毒感染！

研究人員報告說：這種治療的效果抗體相似產生的效果相似，甚至超過了抗體可以對動物的保護。

「而在蛋白質亞類的測試中顯示：這種微小蛋白質非常穩定，而且與抗體不同的是，在高溫下他們也不會失活。」貝克博士說，「大蛋白質類藥物往往會引發免疫反應，而我們研發的這些微小蛋白質很少甚至不會引發免疫反應，而這就具備了極大的優勢，也是推動其可以成為新葯的極大動力。」

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