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诺贝尔化学奖授予酶和抗体的直接进化

2019-01-23 21:25:19 • 来源：

酶定向进化的基本原理。在定向进化的几个周期之后，一种酶的效率可能会提高几千倍。[Johan Jarnestad/瑞典皇家科学院]

诺贝尔化学奖授予酶和抗体的直接进化

今年，诺贝尔化学奖认识到，当科学家需要改善酶和抗体时，他们有时会发现，他们能做的最理性的事情就是放弃理性的设计。相反，他们可能会求助于定向进化，也就是生物学中最强大的过程的人类定向版本。

定向进化的先驱被诺贝尔委员会包括弗朗西丝·h·阿诺德博士,莱纳斯·鲍林化学工程教授,加州理工学院的生物工程和生物化学,乔治·p·史密斯博士名誉馆长特聘教授在密苏里大学生物科学,先生和格雷戈里。冬天,MRC实验室的博士,分子生物学。阿诺德博士因为“酶的定向进化”获得了一半的诺贝尔奖。史密斯和温特分享了另一半“肽和抗体的噬菌体展示”。

和自然进化一样，定向进化也包括交配和选择。然而，在定向进化中，这些过程是被管理的。例如，在定向进化中，交配可能是通过DNA重组来完成的，而选择就是施加选择压力，而选择这种压力是为了达到理想的目的，例如产生一种高效的酶、一种方便的生物燃料或一种抗癌药物。

诺贝尔奖得主的灵感来自生命的化学工具——蛋白质。自从生命的第一批种子在大约37亿年前出现以来，蛋白质被优化、改变和更新，创造了难以置信的多样性，解决了不计其数的化学问题。

阿诺德从自然界中得到启发，于1993年进行了第一次酶的直接进化。从那时起，她改进了目前常规用于开发新催化剂的方法。阿诺德博士的酶的用途包括更环保地制造化学物质，如药品，以及为更环保的交通部门生产可再生燃料。

利用噬菌体显示技术指导抗体进化的原理。这种方法被用来生产新药。[Johan Jarnestad/瑞典皇家科学院]

1985年，史密斯博士发明了一种被称为噬菌体展示的优雅方法，一种噬菌体——一种感染细菌的病毒——可以用来进化新的蛋白质。温特博士利用噬菌体展示技术指导抗体的进化，目的是生产新的药物。基于这种方法的第一种药物adalimumab于2002年获得批准，用于治疗类风湿关节炎、银屑病和炎症性肠病。从那时起，噬菌体展示已经产生了抗体，可以中和毒素，对抗自身免疫性疾病，并治愈转移性癌症。

承认Drs的贡献。诺贝尔委员会指出，阿诺德、史密斯和温特“我们正处于定向进化革命的早期，它正以许多不同的方式为人类带来并将带来最大的利益。”

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