耐热酶可以生产更具成本效益的药物

发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究可以改变科学家研究医学中最重要的酶之一的方式，希望在未来设计出更好、更具成本效益的药物。酶是加速细胞内化学反应的分子。它是人体内成千上万种酶的家园，这些酶具有重要的功能，如消化脂肪和将糖分解为葡萄糖。本文由UT生物化学与细胞分子生物学副教授Nitin Jain和研究生Sara Lemmonds共同撰写，他们密切关注细胞色素P450这种在人体和其他环境中天然存在的酶。这种酶在90%以上的药物代谢中起着至关重要的作用。

当给药时，通常不会被身体完全用完，剩余的多余部分会变得有毒。莱蒙兹解释说：“P450的功能是与肝脏中剩余的药物结合，确保其安全排出体外。”科学家们知道P450还有另一个显著的特点：它可以在非常高的温度下保持稳定。在温泉和火山沉积物中的细菌中也发现了同样的酶，据观察，尽管温度极高，它们也能正常发挥作用。

UT的研究人员正在研究酶的热稳定性。

“当温度升高时，人类P450酶产生的化学反应更有效，”Jain说。到目前为止，科学家认为P450的耐热性是由于其刚性结构。然而，贾恩和莱蒙兹的研究表明，这些蛋白质可以非常灵活。

Jain说：“通过更好地理解柔韧性和高温之间的关系，科学家可以设计出用于生物技术应用的改良P450酶，为人类设计出更好的药物，集中生产并使其更具成本效益。在这项研究中，研究人员从温泉中收集嗜热细菌，并分离出P450酶。

他们使用光谱学和中子散射这两种基于磁性的技术来帮助阐明柔韧性和热稳定性之间的关系。“可能还有其他酶在高于P450的温度下具有灵活性，或者它们可以通过简单的突变而具有灵活性。如果是这样的话，从未来的研究中获得的知识可以用于靶向身体的特定过程、治疗疾病或制造新的化学产品，”莱蒙斯说。

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