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周佳海:绿色化学是一种理念

2018-12-20 11:48 来源: 新华网

日前,由上海科学技术协会主办,上海市科普作家协会、新华网“科普中国—科技前沿大师谈”、上海科协大讲坛管理办公室共同承办的“解读2018年诺贝尔化学奖——操纵微观世界进化能力的突破”活动在沪开讲。活动期间,中国科学院上海有机化学研究所研究员周佳海接受新华网采访,介绍三位获诺贝尔化学奖得主的科研成果并分享绿色化学理念。

 

新华网:您觉得今年三位诺贝尔化学奖获得者的研究成果有哪些独到之处?

 

周佳海:今年的诺贝尔化学奖授予了美国科学家弗朗西丝·阿诺德、乔治·史密斯和英国科学家格雷戈里·温特,以表彰他们在酶的定向演化以及用于多肽和抗体的噬菌体展示技术方面取得的成果。

弗朗西丝·阿诺德的贡献是发明了酶的定向进化技术。自然进化是一个非常缓慢的过程,常常需要若干年才能得到科学家们想要的结果。阿诺德在试管中通过随机突变、随机杂交来模拟自然界的进化,从而设计包括酶在内的生物分子以及生物体,这样就可以设计出特定的、更适合有机反应的酶。

乔治·史密斯研发出一种名为噬菌体展示的新技术。噬菌体是一种细菌病毒,其遗传基因在头部,由蛋白质外壳包裹。根据这一特性,史密斯把一些他感兴趣的多肽基因放进噬菌体里,使外源基因随外壳蛋白的表达而表达,同时,外源蛋白随噬菌体的重新组装而展示到噬菌体表面。格雷戈里·温特在此基础上,把这项技术用于抗体的定向演化,以便提升它们在疾病治疗方面的一些特性。

 

新华网:您主要从事蛋白质晶体学和化学生物学方面的研究,那么是否可以给我们介绍一下您的研究领域?

 

周佳海:从2008年开始,我们主要从事工业酶的机理以及它的进化或分子改良研究。我们主要利用蛋白质晶体学的方法,观察并研究某种工业酶在催化过程中与底物结合的一系列反应,了解它的催化机制,再对这种酶进行改造。在改造酶的过程中,我们可以使用靶向性改造,即做一些定点的改变,也可以通过阿诺德发展出来的定向进化技术做更多的改变。

 

新华网:您是如何看待绿色化学的?

 

周佳海:化学不是用来制造污染的,化学可以让我们的生活变得更加舒适和便利。每一位从事化学研究的科学家都有一个绿色化学理念。比如,在化学催化研究中,科学家们希望可以把控物质反应,提高反应效率,从而减少化学反应过程中的污染物。而今年诺贝尔化学奖的定向进化技术,对绿色化学发展起到了积极作用。大自然中有很多天然酶都有催化作用,如今,我们可以通过蛋白质工程和定向进化技术,让天然酶做一些自然进化做不到的事情,从而助力绿色化学发展。

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作者: 李浩   [责任编辑: 芦俊文]

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