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假酶不假 精选

已有 6206 次阅读 2013-4-6 18:39 |个人分类:研究生培养|系统分类:科研笔记|关键词:学者


这一期《科学》上有个关于假酶(Pseudoenzymes)的讨论,没有看到国内的几个生物学网站和科学网上的讨论,这里结合科学上一些学者的观点谈谈个人看法。科学杂志上这个话题讨论的题目是‘Dead’ Enzymes Show Signs of Life”。关于假酶,开篇就有定义:Pseudoenzymes can’t catalyze chemical reactions, but researchers arediscovering that they perform a variety of other cellular jobs。似乎不够全面,所谓假酶是指缺乏催化活性但存在非催化活性的酶蛋白变体。酶的化学反应催化活性是最突出的特点,但为实现催化活性,酶也有许多其他的特点,例如和底物特异性结合的活性等。

大约10年前,科学家发现存在一批没有催化功能的假酶,这一发现让人无法理解,因为,我们的生物体系赖以生存的各类生物化学反应的实现必须依赖蛋白酶的催化功能,这些假酶为什么会失去催化功能?或者生物体系内为什么继续保留产生这些次品蛋白的能力?

虽然这种假酶早就有人发现,但大规模发现是2002年,人们发现这种假酶的存在是规模化的,这不得不引起人们认真得思考。后来的研究发现,这种现象存在普遍性,也就是说几乎所有酶系存在假酶。现在的证据表明,这些原来以为属于废物的蛋白质实际上可以发挥重要作用,例如可以协助真正的酶发挥催化作用,有的可以和受体结合,有的可以提供其他分子发挥作用的平台等等。一些基因负责编码这些被遗忘的蛋白,这些蛋白可能在进化上更加保守,对生物功能发挥更重要的作用,一些学者开始利用这些蛋白寻找更特异性的药物。

关于假酶的产生,学术界目前有两个解释,一种解释认为是正常酶的基因负责催化活性的基因密码发生了突变,另一种解释认为假酶是真酶的祖先,真正的酶只不过是因为假酶基因发生突变的产物。

细胞内充满各种功能各异的蛋白质,为什么细胞内存在这些有功能缺陷的分子?不过这些假酶具有可以结合底物的作用,可以使酶催化的生物化学反应具有更大的可控制性,这也许就是这些假酶存在的理由。考虑到假酶的调节作用,科学家们可以从这个角度寻找更理想的药物。例如现在一类比较热门的药物靶分子激酶,其中比较著名的是2001年上市用于治疗慢性白血病的Gleevec,就是一种典型的酪氨酸激酶抑制剂。这个药物虽然效果很好,但存在腹痛、恶心、呕吐、疲劳等不良副作用,主要是因为这些阻断剂难以实现特异性。如果通过一些酶的假酶可以实现更加特异性阻断某些酶的亚型,也许可以实现更理想的效果,减少不必要的副作用。虽然关于假酶的研究远没有达到实用的水平,但针对这一类分子的研究确实给人们带来许多应用的联想。

个人评论:垃圾基因、假酶、微小RNA等都属于过去没有认识到的生物学分子,许多开始都被误认为没有价值的分子恰好是更重要的。这只能说明我们人类面对生命的无知,也说明我们人类总是逐渐更加了解和认识生命现象。其实更多类似的情况总是发生,例如我们过去曾经认为氮气对动物没有用,其实没有氮气的稀释作用,我们人类根本无法抵抗氧气的毒性;我们过去曾经认为硫化氢和一氧化碳只是代谢废气,现在已经知道这些气体是维持正常生理功能不能缺少的气体;我们也知道阑尾被认为没有什么作用,现在我们知道这个器官作用不小;我们过去曾经认为大肠杆菌只是细菌而已,现在我们已经知道大肠内细菌是维持我们人体健康不可忽视的因素;甚至一些寄生虫也都可能是维持人体健康的重要因素。

 

 




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