新冠疫情,让病毒研究成为全球瞩目的焦点。在人类与病毒旷日持久的战争中,一种新的武器正在研发使用中,这就是糖生物学。第三届世界顶尖科学家论坛科学前沿话题讲堂,邀请到糖生物学创始人雷蒙德·德威克,对糖生物学的研究进展做出报告。
雷蒙德·德威克(Raymond Dwek),牛津糖生物学研究所创始人、所长。通过对化学技术的改造,德威克教授开发出了新的方法,以揭开糖类物质如何制造和如何发挥作用的秘密。
德威克教授在演讲中和大家介绍了糖生物学以及糖生物学研究所的基本概况。糖生物学在1993年被收录于牛津英语词典,专门由于描述在生物进程中研究糖的作用的科学。在德威克和罗德尼·波特进行和抗体相关的研究工作时,他们发现与分子相关的糖型模式或种群可以随疾病而改变。
糖生物学的重要发现之一就是糖基化是具有细胞特异性和位点特异性的。而另一个关于糖生物学的关键发现是某些附着有葡萄糖残基的糖型可能参与糖蛋白折叠,这对于需要分子伴侣的病毒包膜糖蛋白具有十分重要的意义。
为了更好的说明这个问题,德威克举了两个例子。
第一个例子和1987年爆发的艾滋病危机相关。当时任英国首相的撒切尔夫人成立了一个科学小组试图帮助开发HIV疫苗和抗病毒药物,德威克和马克斯·佩鲁兹负责抗病毒药物的开发。尽管当时也开发出了用于HIV临床试验的化合物,但由于伴随着副作用而被禁止。
而到了今天,德威克团队找到了应对的方法——将亚氨基糖应用于人体,而这是这种糖产生正面影响的第一案例。1989年,德威克、巴鲁克·布伦博格和蒂姆·布洛克共同发现亚氨基糖,鞘糖脂抑制剂可以预防乙型肝炎病毒的分泌,当停止使用药物时,它似乎还有一个持续的作用力,于是随后就进行了广泛的化学计划,对亚氨基糖进行修饰,来看它们的抗病毒活性是否可以提高。
在经过一段时间的研究后,德威克团队获得了一些和亚氨基糖相关的关键结构。总之,病毒包膜糖蛋白折叠是一个重要的抗病毒靶标,作为一种宿主酶,它应该是防突变的。抗病毒活性取决于抑制糖基化加工途径中的第一种酶。
另一个靶向加压酶的例子,是糖鞘糖脂系列。如果抑制葡萄糖被置于神经酰胺形成葡萄糖神经酰胺,那我们就可以控制所有鞘糖脂的制造量。事实证明,鞘糖脂抑制剂和亚氨基糖基本上可以做到这步,并且它们的浓度远低于那些我们发现的抗病毒药物。许多糖脂分解代谢疾病是由不能分解糖脂而导致突变酶引起的。涉及到的酶不同,患有的疾病也不同。
德威克教授还在分享中提到,糖生物学研究所处理贮积症的方法是基于亚氨基糖来抑制糖脂的部分合成,因此,分解较少受损的酶大概能应付一般的戈谢病。2002年生产的首批口服治疗戈谢病的药物——美格鲁特,历经超过18年没有严重不良事件报告,而从2015年开始该药物在许多国家已普遍供应。
最后,德威克指出糖生物学在未来拥有非常好的发展前景,未来药物发现将与传统的药物发现大不相同。尽管无法直接药到病除,但只有科学家循序渐进的发现和研究才能更有效地对抗我们生活中面对的各式各样的病毒。
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