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科研新成果:两代超分子“跨国联姻”为阿尔兹海默症防治提供新策略

南开新闻网讯(记者 马超)近日,南开大学郭东升课题组与德国明斯特大学巴特•扬•拉沃教授合作,在共组装杂多价识别用于抑制蛋白纤维化方面取得突破性进展,为阿尔兹海默症等神经性疾病的预防和治疗提供了新的超分子策略。相关成果发表在Nature Chemistry (DOI:10.1038/s41557-018-0164-y),郭东升和巴特•扬•拉沃为共同通讯作者。

图1.两代超分子联姻构建杂多价识别平台

阿尔兹海默症、帕金森症等是一种神经退行性疾病,严重影响患者生活质量,同时给患者、家庭、社会带来沉重的精神和经济负担。根据中国新药研发监测数据库显示,自上世纪以来,截至目前,全球在研药物共计1141个,但其中68.4%的药物都处于无进展或终止状态,已上市药物仅有15个。在15种已上市药物中,仅有6款药物获得美国食品和药物管理局批准;其他9款药物仅在部分地区获批上市。11月6日,习近平总书记在上海科技创新核心区和国家级科技高地考察时,向科研人员详细了解老年痴呆治疗性药物研发情况,并指出需要立足自主研发,努力把这件大事办好。

“蛋白错误折叠形成淀粉样纤维化导致多种神经性疾病的发生,如阿尔兹海默症、帕金森症和亨廷顿疾病等。”郭东升介绍,抑制蛋白纤维化是治疗这些疾病的主要方案之一,其核心基础在于分子识别。兼顾提升治疗效果和降低毒副作用,设计人工合成受体实现对靶蛋白的选择性、强键合是该领域亟待解决的关键科学问题。

蛋白作为典型的生物大分子具有多重位点和位点多样性的特点,因此相比于单价识别和同多价识别,杂多价识别具有显著的优势,能够有效提升与蛋白相互作用的强度和特异性。杂多价识别作为一种有效的策略在生命体系广泛存在。就像看到鸟会飞人类最终发明了飞机一样,受自然界的启发,科学家们正在尝试构建人工杂多价体系的道路上不断探索。

然而,构建人工受体的杂多价识别体系面临着巨大的挑战:一方面是由于耗时、昂贵的合成及分离纯化;另一方面是需要对作用位点空间排布的精确控制。