酱油会促进黑眼圈的形成吗?
#健康202I##超能健康团##健康大V创造营#答案是不会。酱油的主要成分是氨基酸,氨基酸和糖类的结合形成「焦糖」,奠定了酱油厚重的颜色。然而这些东西吃进胃里,被分解吸收,即使吸收入血,也是以氨基酸、单糖的形式,很难沉积在皮肤上,甚至沉积在眶周形成色素沉淀。
蛋白质在活体生物的细胞过程中起着核心作用,其中特定蛋白质执行的生化功能依赖于其三维空间立体结构,这个结构由组成蛋白质肽链的氨基酸序列所决定。为了研究蛋白质分子的功能和机制,或发展新功能的蛋白质,我们需要获得蛋白质。而生物学通过分子克隆和重组表达生产的蛋白质具有结构上的限制,并不能产生我们需要的各种蛋白质,因此使用化学方法人工合成蛋白质是我们需要探索的研究。
1965年,中国科学家在世界上首次人工合成牛胰岛素,开启了生命化学研究的新时代。历尽后续科研工作者的不断努力,化学合成蛋白质依靠化学选择性连接反应(chemical ligation)将固相合成的多肽(约含50~60个氨基酸单元)特异性连接成为蛋白质,成为了合成200个氨基酸在内的主流方案。然而受限于N端氨基酸种类有限以及合成多肽硫酯较为困难,这种方法存在效率不足的瓶颈。
“我们的研究主要得益于一个偶然的发现。我们发现多肽酰肼可以使得化学合成蛋白质的反应更为高效、便捷且具有选择性,使得合成的蛋白质从之前的100~200个氨基酸跨越到现在的500个氨基酸,并且正朝着1000个氨基酸的方向努力。目前酰肼法已成为国际上人工合成蛋白质的一种常用方法。”刘磊说。
相较于使用生物(如大肠杆菌)合成蛋白质,使用化学合成蛋白质能在序列中插入任意非天然氨基酸残基、非蛋白质基团及标记物(如荧光团)等,从而成为阐明蛋白质结构-功能关系的重要分子工具,并且也为创造新结构的生物大分子药物带来了机遇。
蛋白质化学合成目前主要有几个方面的应用,刘磊介绍:“一是我们发展的化学合成蛋白质的新技术与新方法,在国内外的一些企业中已经投入到药物研发和生产;二是我们发展的一些蛋白质工具、蛋白质试剂等产品在国际上得到更多的应用;最后是蛋白质药物,我们化学合成的蛋白质可以搭建药物的筛选系统或者使用本身带有活性的人造蛋白质来作为药物。”
“我们从蛋白质化学合成出发积极参加同事们的一些合作探索,例如与清华大学生命科学学院陈晔光教授合作研究抗肿瘤活性肽,在类器官模型上发现了活性,正进入转化开发。与清华大学药学院何伟教授合作研究抗新冠病毒的药物,近期获得了一些进展。与中国科学技术大学田长麟教授合作研究针对GPCR家族的多肽药物,尝试将其用于一些诊疗中。”刘磊说。
通过化学方法合成蛋白质,并非是要对抗具有精妙能力的自然生物合成的效能。事实上,人工合成蛋白质的基本任务是去制备我们需要获得的、但又无法利用生物技术去获取的蛋白质,即化学合成是我们解决问题不得不采用的一种必需手段。这些蛋白质的用途包括研究自然界的奥秘,理解蛋白质的行为以及与药物相互作用的过程,是基础科学的一种探索。
利用合成化学制造各种可能的蛋白质是一个长远的目标。“如果从自然界的现有极限来看,我们在未来一段时间内实现的目标可能是克服一个物种,例如大肠杆菌物种的蛋白质组全覆盖,在此基础上去研究生命过程中一些与药物相关的重要蛋白质并发展更多的蛋白质药物。如果要覆盖人类的全蛋白质组可能是更长久的目标。而要能合成自然界任意可能拥有的蛋白质,这或许是一个更加长久的愿望。随着每个目标的实现,过程中的每一步都将是我们在历史上能够推动的合成化学的进步,并且在此基础上更好地审视蛋白质作为生命分子当中关键的科学奥秘以及如何在化学上真正了解蛋白质药物的设计思路和作用机制。半个世纪前,中国科学家不畏艰难,在世界上首次实现牛胰岛素的人工合成,这激励着我们后辈在欣欣向荣的新时代里要加倍努力,蛋白质人工化学合成的极限在于不断的探索与新发现。”刘磊说。
#生命的基石之一可以在太空中形成# 肽是最小的生物分子之一,是生命的关键组成部分之一。新的研究表明,它们可以在太空中的冰颗粒表面形成。这一发现证实了这样一种观点,即流星体、小行星或彗星可能通过撞击地球并提供生物积木而给地球上的生命一个开端。
肽是氨基酸的短链,而氨基酸是蛋白质的组成部分。当肽链连接在一起时,它们被称为多肽。长度超过50的多肽链就是蛋白质。有时缩氨酸被称为蛋白质的近亲。蛋白质是较大的生物分子,具有许多重要的生物作用,因此没有肽就没有蛋白质和生命。人体内的每个细胞和组织都含有缩氨酸。
埃米尔·费舍尔早在20世纪初就发现了肽和肽键。他获得了1902年诺贝尔化学奖。Fischer认为,总有一天科学家可以利用肽科学来合成蛋白质。现在我们生活在一个不断发现和合成肽的时代,导致了80多种新疗法,治疗各种疾病。肽是关键的,它们的用途广泛。他们的发现帮助我们进入了一个时代,这个时代标志着我们对生物过程的理解出现了突破。
他们在太空中的发现可能会对理解生命的起源起到同样的作用。
肽一定起源于某个地方。近年来,研究人员在太空中发现了氨基酸等其他构成元素。天文学家在坠落到地球的陨石中发现了氨基酸,他们还在一颗彗星中发现了甘氨酸以及铵盐和脂肪族化合物。现在看来,我们可以把缩氨酸添加到自然存在于太空中的有机构件列表中。
如果这项新研究是准确的,太空中的自然过程可以产生基本的生物积木。这表明生命出现的可能性是广泛的,任何肥沃的行星或卫星都可能被播种了这些基石。
这项研究来自耶拿大学和马克斯·普朗克天文研究所的科学家。论文题目是“通过碳原子的缩合在空间中生成缩氨酸的途径”。主要作者是塞尔日·克拉斯诺库茨基(Serge Krasnokutski),这篇论文发表在《自然天文学》杂志上。
在他们的论文中,研究人员指出,复杂的分子存在于星际介质(ISM)中。之前的研究人员已经在实验室模拟了ISM的条件,并产生了相同的复杂分子。但这类研究是有局限性的。他们解释说:“然而,到目前为止,只有相对较小的生物分子被证明在典型的空间条件下形成。”
这项研究的重点是灰尘颗粒的结冰表面,特别是碳或硅酸盐原子,它们存在于巨大的分子云(gmc)中。如果我们减去gmc中主要的氢和氦的数量,这些原子构成gmc中剩余质量的一半。碳原子和硅酸盐原子聚集在一起,形成直径不到百万分之一米的砾岩。它们在gmc中的位置至关重要,因为恒星,乃至行星,都是由gmc中的物质形成的。这是肽与地球或其他地方的生命之间潜在联系的开始。
这个发现很大程度上依赖于主要作者Serge Krasnokutski的科学努力。他对碳原子的化学性质很感兴趣,尤其是在太空中发现的冷碳原子。克拉斯诺库茨基开发了一种生产冷碳原子的方法,并获得了专利,这种方法可以在实验室中复制空间条件。现在世界各地的实验室都在使用这种方法。
2020年,Krasnokutski发表的研究结果显示,在冷碳原子的帮助下,甘氨酸(最简单的氨基酸)可以在尘埃颗粒的表面形成。他证明这些化学反应不需要紫外线光子作为能量来源。
找到答案的唯一方法就是设计并进行正确的实验。研究小组需要复制太空中冷碳原子的关键条件。他们使用了一种之前由耶拿大学MPIA实验室天体物理学小组开发的方法。该方法以超高真空(UHV)室为中心,可以产生ISM分子云中的真空。
在特高压内,研究人员模拟了冰尘颗粒的表面,并在其表面沉积了原子和分子。他们发现氨酮是在冷的表面形成的。氨基酮是甘氨酸的前体,甘氨酸是最简单的氨基酸。他们还发现了肽带的证据,肽带是一种化学键,在肽短链和蛋白质长链中将氨基酸连接在一起。
当研究小组将样本加热到分子云内部温度以上时,这些肽带才会出现。因此,当一颗新恒星形成时,或者当尘埃颗粒沉积在一颗恒星的宜居带的行星表面时,它们可能会自然发生。新闻稿总结说:“低温化学形成氨基酮和预热让氨基酮分子结合形成肽可以在星际尘埃颗粒上创造肽。”
研究小组已经发现了一种形成肽的新途径。它比其他途径需要更少的能量,这意味着它可以在寒冷的外太空自然发生。它还需要C原子、一氧化碳和氨,这是ISM中最丰富的分子种类。
碳是这一切的中心,就像它在所有生命中一样。单碳原子引发了丰富多样的化学反应。即使在外太空发现的条件下,这种化学物质对生命出现的需求也比以前认为的要大得多。
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