藥物設計界搜尋引擎!清華大學創建全球第一個胜肽設計資料庫

作者 | 發布日期 2022 年 03 月 18 日 13:21 | 分類 生物科技 , 科技教育 , 醫療科技 Telegram share ! follow us in feedly


胜肽這種短鏈蛋白質由於分子小、分子小,廣泛應用在保健食品及保養品,清華大學分子與細胞生物團隊研發出全球第一個以分子動力學為基礎研發出的新型胜肽設計資料庫,好比高效率的藥物設計界搜尋引擎,可幫助學界、醫界及藥廠設計出有效、不傷害人體的新型胜肽藥物。

胜肽設計資料庫由清大生物資訊與結構生物研究所長楊立威創建,團隊中的清華分子與細胞生物研究所特聘教授藍忠昱、教授傅化文應用資料庫,找到可診斷幽門桿菌、對抗致病性白色念珠菌、大腸桿菌、抗肝癌病變的胜肽,並投入實驗證實其功效,研究成果已刊登在國際期刊「自然通訊」。

胜肽是由蛋白質最小的組成分子胺基酸所組成,由 2 個胺基酸組成的稱為二胜肽,3 個胺基酸組成則稱三胜肽,依此類推,可有殺菌、調控免疫反應等多種功能,並已應用在治療糖尿病等疾病藥物,但過去胜肽藥物的開發就像在成千上萬的胺基酸序列組合中亂槍打鳥,必須逐一實驗才知是否有效或對人體有害。

楊立威從已有的蛋白質資料庫裡提取 170 萬條的 α 螺旋狀胜肽,透過分子動力學的電腦模擬,找出其中的規則性,並在設計如抗菌功能的胜肽時,只要輸入關鍵字,如 AxxBxxC(A、B、C 為已知有重要功能的胺基酸,x 可為任何胺基酸),數據庫即可預測出最符合研究人員需求結構與功能的胜肽序列。

做為團隊中的微生物學專家藍忠昱進一步以實驗來證明電腦選的胜肽真的有效,結果證實資料庫選出來的殺菌胜肽在對抗白色念珠菌及有害細菌上具有更好的功效,而且不易造成紅血球破裂,安全性因此提升。

生物化學專家傅化文指出,應用資料庫能設計出治療效果更好的胜肽,也可應用在疾病診斷,團隊就利用資料庫找到胃部幽門螺旋桿菌蛋白中的一段胜肽,可被市售抗體辨識,這個抗體因此有機會發展出新的診斷及治療用途,而且團隊發展的演算法,也找到具治療新冠肺炎潛力的胜肽。

楊立威強調,這套胜肽資料庫研發成果除提供學術界做為設計新型胜肽的重要平台,未來也可提供生技及醫療產業,用在藥物、化妝保養品、漱口水、隱形眼鏡藥水、牙膏等產品開發,用途十分廣泛。

(首圖來源:清華大學)