蛋白质合成革命的方式，大肽在几个小时，而不是几天

流动化学装置可以合成小的蛋白质，比使用传统技术可以合成的多肽链大三倍以上。¹这项新技术非常快速，可用于在蛋白质主干的任何位置添加天然和非天然氨基酸，为药物发现和材料科学开辟了新的可能性。

通过适应生物系统产生的蛋白质的化学成分通常仅限于天然氨基酸。虽然遗传密码的扩展化学方法所提供的灵活性是无可比拟的，这使得将一些非自然单位合并到蛋白质中成为可能。为了合成蛋白质，化学家依赖于固相肽合成，这包括在聚合物树脂上构建肽链，每次一个氨基酸。但这种方法只能产生50个氨基酸长度的多肽，因此必须制造几个片段并缝合在一起以获得蛋白质。这使得该方法既耗时又费力。

几天前看起来不切实际的研究项目突然看起来可行了

André纳德勒，马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所

研究人员布拉德利Pentelute美国麻省理工学院的研究人员利用流动反应器克服了这一限制。他们新的自动化化学方案允许他们在几个小时内制备多达164个氨基酸的多肽，而这需要几天的合成，然后使用传统技术将更小的多肽拼接在一起。Pentelute说:“以前，我们不能制造长序列，只能制造缩氨酸。”“现在，我们可以在机器上制造蛋白质，这就是优化化学反应的结果。”

在过去的五年里，该团队开发了一种自动快速流动蛋白质合成系统，称为Amidator，可用于非常快速地构建多肽。²尼娜Hartrampf最近搬到瑞士苏黎世大学的他解释说，现在已经改进了一些参数来合成更长的多肽链。她说:“我们筛选了不同的溶剂、温度、偶联剂等，以找到一套最适合每种积木的条件。”“但我们也使用了自动生成的数据，并试图了解我们是否可以根据不同的氨基酸调整这些条件。”事实证明，这对整体优化过程非常重要。”

Pentelute补充说，在90°C的高温下运行反应起着重要作用。“我们发现，从本质上讲，你有更好的化学反应，因为多肽在固体支撑物上生长时，不会聚集那么多。”他指出，使用流动反应器可以更好地控制加热过程。

快速合成

通过这种新方法，研究人员可以每两分半钟向不断增长的肽链中添加一个氨基酸。这仍然比自然界最高的化学合成器核糖体慢得多，核糖体每秒可以向不断增长的多肽链中添加多达20个氨基酸。但它比传统的固相合成速度快10倍。Azin Saebi她说，她花了大约4个小时合成了110个氨基酸的barnase，这是一种可以切割RNA的细菌酶。她补充说:“然后你需要检查一下净化和折叠的过程。”研究人员合成了9种不同的合成蛋白质，并发现它们的结构和功能与核糖体产生的蛋白质相似。

“这种方法能够以惊人的速度合成多肽，”评论道阿什拉夫四国他没有参与这项研究。“化学蛋白质合成领域将在很大程度上受益。”

安德烈·纳德勒德国马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的研究员指出，固相多肽合成已经存在了几十年。他说，通常情况下，这种成熟的技术只能看到渐进式的改进，而不会在应用范围上出现三到四倍的突然飞跃。“这种新的合成策略是极其罕见的案例之一，这解释了科学界的兴奋之情。”几天前看起来不切实际的研究项目突然看起来可行了。因此，我预计流动化学方法将在未来几年在许多实验室迅速实施。”

布拉德利尼尔森美国罗彻斯特大学的罗彻斯特教授也认为，蛋白质科学家将热情地采用这种方法。他说:“通过完全化学合成制备蛋白质这一长期目标的实现令人印象深刻，这有望加快用于研究目的的蛋白质获取，并使含有非规范氨基酸的蛋白质工程无需复杂的技术。”但他补充说，化学蛋白质合成是昂贵的，新方法并不能解决这个问题。

Pentelute说，另一个限制是目前的设置可以制造的蛋白质数量。他说，“我们制造了足够实验室研究用的材料，但如果我们想制造一种商业产品，我们就必须弄清楚如何扩大化学成分，这样我们才能制造出更大的量，比如克的量。”