近日發(fā)表在ChemBioChem的一篇關(guān)于將煮熟變性的蛋白還原研究已然引起了熱烈的討論。真實(shí)研究是蛋白質(zhì)折疊還原技術(shù)的突破,，結(jié)果很重大,，但并沒(méi)有如此夸張。

美國(guó)加州大學(xué)歐文分校和澳大利亞弗林德斯化學(xué)家們共同研究出一個(gè)旋渦流體設(shè)備（Vortex Fluid Device, VFD）,，將煮熟的蛋白的內(nèi)溶菌酶（lysozyme）的活性恢復(fù)到未煮的80%（煮熟后溶菌酶蛋白質(zhì)變性：空間構(gòu)象被改變,，其理化性質(zhì)的改變和生物活性的喪失）。這個(gè)技術(shù)看似沒(méi)什么特殊意義,，實(shí)際上這將可能為以蛋白生產(chǎn)為主的工業(yè),，藥業(yè)，農(nóng)業(yè),，環(huán)境業(yè)公司節(jié)省超過(guò)百億美元的成本,。

實(shí)驗(yàn)裝置（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

VFD內(nèi)部圖（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

VFD看似不起眼,，不過(guò)一切都是科研人員的精心設(shè)計(jì),。10mm寬16cm長(zhǎng)的玻璃管以45度角傾斜，運(yùn)行過(guò)程中轉(zhuǎn)速達(dá)到5000rpm,。在高速旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中,，管內(nèi)的液體樣品將形成僅微米厚的流體膜，跟隨著玻璃管以相同方向一起流動(dòng),。這個(gè)精心的設(shè)計(jì),，使得管內(nèi)的樣品產(chǎn)生一種速度梯度，盡管只是微米厚的流體膜,，但越靠近管壁的液體,，速度越接近于玻璃管的轉(zhuǎn)速，靠近管心的速度會(huì)稍弱,，如此就產(chǎn)生了剪切力（Shear Stress）,。正是這個(gè)剪切力，使得蛋白打開(kāi),，重新折疊得以還原,。液體樣品在5000rpm轉(zhuǎn)速的VFD內(nèi)，剪切力大概為0.5246-0.5574 Pa,，正好適合蛋白結(jié)構(gòu)打開(kāi),。當(dāng)然針對(duì)不同的蛋白結(jié)構(gòu)或者大小，VFD的設(shè)定包括轉(zhuǎn)速,，運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)等會(huì)有所改變,。

（圖片來(lái)源于研究論文）

研究人員首先實(shí)驗(yàn)了雞蛋白內(nèi)的天然溶菌酶（HEWL）。將蛋清在90度加熱20分鐘后,，研究人員將固體蛋清溶解到尿素里,，然后放入VFD旋轉(zhuǎn)。僅在2.5分鐘后,，研究人員就檢測(cè)到HEWL的活性恢復(fù),，表明HEWL的結(jié)構(gòu)重新折疊還原。隨后研究人員還試驗(yàn)了重組HEWL,，純化過(guò)的重組caveolin-1,，protein kinase A這幾種蛋白，盡管這幾個(gè)分子大小不同,，研究人員都找到了能使失活蛋白恢復(fù)活性的最優(yōu)VFD轉(zhuǎn)速,，時(shí)間，緩沖液類型和蛋白濃度等條件,。

不過(guò)研究人員也表示,，這個(gè)技術(shù)更適用于從包涵體提取的已經(jīng)折疊的蛋白，因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)在使用煮熟雞蛋清作為樣品恢復(fù)HEWL活性結(jié)構(gòu)時(shí),，很多的機(jī)械能都分布到雞蛋清中其他雜蛋白上,，使恢復(fù)效率降低,。這一點(diǎn)，也VFD其實(shí)更多的適用于到特定蛋白工業(yè)或者科研生產(chǎn),，如抗體公司,，制藥公司。現(xiàn)在有許多產(chǎn)業(yè)都以生產(chǎn)重組蛋白為主,。比如抗體的生產(chǎn),，就是用工程菌攜帶特定的重組基因，大量復(fù)制并表達(dá)特定抗體,，后期再收集并純化,。不過(guò)在這個(gè)過(guò)程中，因?yàn)槿狈δ撤N特定的因子或者環(huán)境不適,，重組蛋白經(jīng)常無(wú)法正確折疊,，并且密集的堆積到一起，形成包涵體,。將這些錯(cuò)誤折疊的蛋白恢復(fù),，一直是相關(guān)產(chǎn)業(yè)的頭痛之處。所以有些用于癌細(xì)胞治療的特殊的抗體的生產(chǎn),，就必須使用非常昂貴苛刻的條件,，避免蛋白的錯(cuò)誤折疊。

而這次VFD的發(fā)明,，絕對(duì)是蛋白生產(chǎn)行業(yè)的福音,，幾分鐘的時(shí)間便可恢復(fù)錯(cuò)誤的蛋白折疊，大大減少制作蛋白的時(shí)間和成本,，使一些挑剔的抗體也可以在普通條件下生產(chǎn),。不僅生產(chǎn)重組蛋白的人因此會(huì)獲取更高的利潤(rùn)，一些相關(guān)的癌癥藥物治療或許因此也會(huì)更加實(shí)惠,。