2008年3月8日 星期六

抗SARS藥物研發

SARS陰霾仍厚厚地籠罩全球之際,饒子和率領研究團隊成功地解出SARS病毒的主要蛋白?及其抑制劑複合物的三維?構,為未來進一步的抗SARS藥物研發奠定了重要的基礎。
林明定

○○三年七月二日,世界科學界的焦點聚集在北京清華大學結構生物學實驗室……
SARS陰霾仍厚厚地籠罩全球之際,中國科學院生物物理研究所所長、同時也是清大結構生物學研究所所長──饒子和,率領研究團隊成功地解出了SARS病毒的主要蛋白?及其抑制劑複合物的三維?構,為未來進一步的抗SARS藥物研發奠定了重要的基礎。
七月八日,台灣華裔愛滋病研究科學家何大一,飛趕到北京拜訪了饒子和和其實驗室,並商議未來雙方研究的交流與可能計劃。


七月十日,何大一忍不住對中國媒體公開讚揚:「饒子和是華人在蛋白質研究方面做的最好的科學家。」


七月十八號,「Science」雜誌也隨即發表了專題報導,肯定饒子和這項研究是世界第一個被解析出來的SARS病毒蛋白質,也是SARS病毒中最重要的蛋白質之一,是藥物設計專家特?關注的標靶蛋白,「世界抗SARS研究的一大里程碑!」


接著十月,饒子和的這項研究成果,發表在《美國科學院院報》(PNAS)的電子版上,十一月,論文全文正式在PNAS上發表。十一月底,五十二歲的饒子和也獲選為中國科學院的終身院士。

@世界第一提出HIV分子裝配模型

十二月,記者在北京飄紛著冬天的初雪時,來到中國科學院生物物理所造訪了饒子和,走進生物物理所大樓的大廳,身為第五任中科院物理所所長的饒子和,照片掛在眾科學院士及歷任所長的照片中,顯得特別年輕、耀眼。


一九九六年九月才從英國牛津大學回到中國,饒子和謙認自己其實還是中國科學界的生力軍。
但回國以來,饒子和就負責主持了多項國家重要研發項目,包括中國「973」、「863」之蛋白質功能、晶體結構研究;創建了清華大學結構生物學研究所以及實驗室。
他並在一九九九年,獲香港「求是傑出青年學者獎」,也是中國教育部的「長江學者特聘教授」,目前同時也是設於中科院、生物大分子國家重點實驗室的主任。
最近三年,饒子和的實驗室就發表了超過78篇學術論文,若以論文的影響指數計算,平均每4萬元人民幣研究經費就產出一個影響指數。


饒子和個人長期研究人類疾病和重要生理功能相關的蛋白質晶體結構與功能關係的研究,更在CellNatureJournal of Molecular BiologyJournal of Biology ChemistryJournal of American Chemistry Society等頂尖學術刊物上發表科學論文超過109篇。


他更在牛津期間,即創下世界第一個提出HIV及其家族分子的裝配模型,在《Cell》雜誌上發表了HF EGF-like DomainCa++?合複合物的?構功能與研究成果,揭開了該複合物的生物學機制,為對抗愛滋病毒研究提供了一個全新的途徑。

SARS 3CLpro晶體

問起這個SARS蛋白質研究,饒子和說,去年四月SARS爆發,「當時整個北京的感覺像是世界末日到了,」清華實驗室的研究組本來致力在研究人類健康相關的蛋白質表達,他和研究組立即轉向SARS的基礎研究。


他們利用華大基因中心提供的SARS病毒BJ-1基因資料庫,複製了3CLpro的基因,並利用遺傳工程技術在大腸桿菌中表達了該蛋白質,在經過進一步分離、?化和?晶,終於成功得到了3CLpro晶體。


而且很快地在五月份,饒子和與團隊就建構了SARS3CLpro分子預測模型,並將研究發表在 Science 雜誌上。
這個初步成果一發表,便引起了國際間極大的關注,世界各地相關研究者的研究也都被吸引到這個關鍵的蛋白?上來了。
六月底,整個晶體數據收集工作,在中科院高等物理所的大型同步?射光源上完成。
饒子和研究組的速度,讓國際上一些差不多同時起步的研究團隊感到遺憾,其中也包括了知名的德國生物學家 Rolf Hilgenfeld 教授。


「科技研究就是這樣,只有金牌,?有銀牌,不比別人更敬業、更「玩命」,不搶先做出來,成果就又要被人家拿走了,」饒子和同時強調,團隊與跨領域密切合作的重要,如果不是團隊研究人員不眠不休,加上中科院高等物理所的配合,中國不會在這場國際SARS的研究戰上插上自己的紅旗。


饒子和也進一步說明,這個名為 3CLpro」的蛋白?,在SARS病毒的整個生活周期中具有關鍵的調控作用。
SARS病毒感染正常細胞、開始複製時,首先會產生一條與複製、反轉錄相關的蛋白質長鍊。


這條包含有3CLpro的蛋白長鍊一開始並不具備生物活性,但3CLpro?會開始「咬掉」自己的「臍帶」,將自己從長鍊中釋放出?,然後,它會不斷也「咬掉」其餘蛋白質的「臍帶」,使它們都成為獨立的功能單元。


只有釋放出這些獨立的功能片段後,SARS病毒才會完成正常的複製和反轉錄過程。
「透過SARS蛋白?的三維空間結構,就可以設計一系列的小分子化合物,並和它的活性位點?合,以使3CLpro失去活性,無法發揮切割的功能。這種抑制劑分子,就有可能開發抗SARS的候選藥物,」饒子和說。

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