新的蛋白质研究工程有望彻底消灭致命的感染性疾病
2017-06-10 17:38:27
admin
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加里·布科奇和他的同事们在第一线对抗一些人类曾经认识的最可怕的敌人：结核病、肺炎、埃博拉病毒、鼠疫、肉毒中毒。
但他不是在医院或野外帐篷里，不是获取生命体征或给予药物治疗。相反，加里？布科奇的生物化学家在实验室，前线是蛋白质的世界——这些能使所有的生物体正常工作，并使生命成为可能的分子。使用一些最高科技的方法，他与西北太平洋地区的科学家合作，发现需要开发针对许多可以引起身体疼痛，恶心，疲劳，食物中毒，腹泻，溃疡，呼吸困难和死亡的感染性疾病的更好的治疗措施或疫苗的重要信息。
加里？布科奇作为西雅图传染病结构中心的一个成员，作为由国家过敏和传染病研究所资助的两个中心之一，负责解决使病原体生存、繁殖和感染人类的蛋白质结构。这些研究来自四个机构的科学家们共同努力：传染病研究中心，铍研发公司，华盛顿大学，以及Buchko进行研究的能源部太平洋西北国家实验室。
解决传染病——一次一种蛋白质
Garry Buchko及其同事使用NMR来解决蛋白质的结构，这种蛋白质通常被蜱传播。
本周，该团队达到了一个里程碑，宣布其科学家已经从70多种在人体中引起感染性疾病的生物体解决了第1，000种蛋白质的三维结构。研究小组研究的蛋白质来自造成几种严重疾病的微生物，包括结核病，李斯特菌，贾第虫，埃博拉病毒，炭疽病，艰难梭菌（C. diff）感染，军团菌，莱姆病，衣原体感染和流感。
虽然分离用于研究的蛋白质不是致病的，但是结构信息为科学家提供了设计分子的机会，这些分子将在这些微生物中敲除必要的过程。
这是有挑战性的工作。蛋白质的形状非常复杂 - 很多人看起来很像卷曲的轮子，具有多个扭曲，弯曲和循环，所有这些都被挤压到人头发宽度的十分之一的微小空间。这些特征的排列和长度使得每种蛋白质具有特定的生物化学特性。了解蛋白质的精确形状为科学家寻找新的方法来禁用病原体并阻止其可能引起的疾病提供了蓝图。
加里？布科奇和他的同事们解释了这种在有机体中发现的导致疟疾的蛋白质的结构。加里？布科奇的专长是核磁共振或核磁共振，这与医生广泛用于各种医疗状况的磁共振成像技术非常相似。 加里？布科奇在EMSL的环境分子科学实验室，PNNL科学用户设施办公室的环境分析科学实验室，利用核磁共振技术检查病原体的蛋白质。
虽然最终的结果是原子级的图片，但并不像捕捉照片那么简单。相反，加里？布科奇将蛋白质放置在NMR光谱仪内，并记录有关分子中所有原子核的取向，能量和其他性质的信息。然后，他解释信息，并将数千条数据馈送到计算机程序中以计算每个原子的位置，从而导致蛋白质的完整3-D重建。数据分析对于使结构正确至关重要。
加里？布科奇在过去十年中一直是该团队20多年研究的作者。他的目标是导致结核病，疟疾，出血热的病原体，以及导致严重腹泻和腹痛的水性寄生虫。
微生物中的一种蛋白质会导致嗜酸性粒细胞减少症，最常发生在热带气候的人群中。污染的灰尘或土壤被吸入时，感染通常会在肺部开始。
SSGCID科学家发表了100多份手稿，详细介绍了他们的发现。此外，所有的结构都通过称为蛋白质数据库的公共数据库立即与科学界共享。因此，这些结构已被用于来自世界各地正在研究人类病原体的学术界，研究机构和制药公司的其他实验室近600篇科学论文。分享其发现，使世界各地的科学家能够进一步发现是SSGCID使命的核心。
位于西雅图的中心是由NIAID资助的两个中心之一（合同号HHSN272201200025C）。 另一个总部设在芝加哥，是传染病结构中心，其中包括另一个DOE实验室，阿贡国家实验室。 SSGCID由传染病研究中心的教授兼核心服务主管Peter Myler领导。
“当SSGCID解决蛋白质结构时，它为CID Research和世界各地的研究人员奠定了基础，为每年杀死数千人的疾病寻找新的药物，治疗和疫苗候选者，”Myler说。 “我为凯发国际团队和凯发国际忠实的合作伙伴所做的辛勤工作感到自豪。”(Bioon.com）