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2018年諾貝爾化學獎：酶的定向演化以及用于多肽和抗體的噬菌體展示技術

2018年10月02日 16:27

10月，2018年度諾貝爾化學獎揭曉。今年該獎項的獲得者是美國科學家弗朗西絲·阿諾德（Frances H. Arnoid）、喬治·史密斯（George P. Smith）和英國科學家格雷戈里·溫特（Sir Gregory P. Winter）。他們的獲獎理由是在酶的定向演化以及用于多肽和抗體的噬菌體展示技術方面取得的成果。
　　10月，2018年度諾貝爾化學獎揭曉。今年該獎項的獲得者是美國科學家弗朗西絲·阿諾德（Frances H. Arnoid）、喬治·史密斯（George P. Smith）和英國科學家格雷戈里·溫特（Sir Gregory P. Winter）。他們的獲獎理由是在酶的定向演化以及用于多肽和抗體的噬菌體展示技術方面取得的成果。
　　Frances H. Arnoid從1993年起，進行了酶的第一次定向進化，這是一種催化化學反應蛋白質。她的方法經常用于開發(fā)新催化劑，用這種方法產生的酶，用途包括開發(fā)更環(huán)保的化學物質、藥品以及為運輸部門生產更環(huán)保的可再生燃料。
　　酶是由活細胞產生的、對其底物具有高度特異性和高度催化效能的蛋白質或RNA，因此是一類重要的生物催化劑。1993年Arnoid完成了首個酶的定向演化實驗，也就是首次實現(xiàn)了她的理論，此后她不斷完善這個方法，現(xiàn)在已能用于開發(fā)新的催化劑。基于Arnoid的研究成果，業(yè)界可以通過更環(huán)保的方式來制造化學物質，比如生產藥物和可再生能源等。
　　另外兩名獲獎者——George P. Smith和Sir Gregory P. Winter則因為開發(fā)了噬菌體展示的方法，來進行抗體的定向進化，進而生產新的藥物。第一種基于這種方法的阿達木單抗已在2002年獲批，用于治療類風濕性關節(jié)炎、牛皮癬和炎癥性腸病。從那時起，噬菌體展示產生了可以中和毒素、抵抗自身免疫疾病和轉移性癌癥的抗體。
　　1985年，Smith開發(fā)出了一種被稱為“噬菌體呈現(xiàn)”的技術，該方法基于專門感染細菌的噬菌體病毒。這些病毒本身只不過是包裹著遺傳物質的蛋白質膠囊。通過將基因導入噬菌體，Smith可以在噬菌體中演化出新型蛋白質。Winter則應用噬菌體呈現(xiàn)技術制造出藥物抗體?？贵w是我們的免疫細胞用來識別其他細胞的標簽分子。
　　瑞典皇家科學院認為，“我們正處于直接進化革命的早期階段，它以多種不同方式為人類帶來最大利益”。