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陈鹏:为癌细胞信号蛋白设计分子开关

2019-10-09 14:40:31来源:励志吧0次阅读

工欲善其事,必先利其器。北京大学教授陈鹏的工作从某种意义上说,就是为生物学研究提供更精准的化学工具。

他研发的新一代蛋白质光交联探针,能够帮助生物学家在活细胞中捕捉和鉴定蛋白——蛋白相互作用;他提出的“激酶分子开关”技术,能利用化学小分子,逐个“开启”激酶,从而研究每种激酶与癌症的关系,被国际学术同行认为是“在繁杂体系里选择性地调动激酶活性”的创新之举。

6月1日,陈鹏因发展活细胞化学工具,开辟利用化学反应“在体”研究蛋白质新途径,获得每两年评选一次的2016年度陈嘉庚青年科学奖。

37岁的陈鹏,之前已获得过英国皇家化学会《化学会评论》新科学家奖、中美化学教授协会Biomatik杰出教授奖……此次获奖是对他在化学与生命科学交叉领域开展的前沿工作的又一次肯定。

本科毕业于北京大学化学与分子工程学院的陈鹏,2002年前往美国芝加哥大学化学系攻读博士学位。在那里,他接触到了充满未知与活力的新兴学科——化学生物学。

“这门交叉学科的一项重要任务就是发展研究蛋白质等生物大分子的化学工具,为生物学基础研究和药物研发提供新技术新方法。通过对蛋白质的结构和功能进行特异的化学调控,获得新的生物学发现。”陈鹏解释说。

拿到博士学位后,陈鹏在美国进行了两年的博士后研究。按照正常的学术轨迹,出站后陈鹏将会在美国有不错的就业前景。然而,留学期间一直和母校保持联系的陈鹏萌生了回国的念头。

“国对我来说首先是家的感觉,爱国先得爱家。我们这一代都是独生子女,家对我而言很重要。而且4年的大学生活,让我对母校一直有一种割舍不下的情结。”回国成了再自然不过的事。北大化学学院是国内最早成立化学生物学系的高校之一,陈鹏2009年回到这里建立了蛋白质化学生物学实验室,致力于推动这个在国内仍处于起步阶段的新兴学科。

现代科技的发展,多学科交叉合作显得尤为重要。陈鹏归国后第一个有代表性的科研成果就诞生在与生科院的合作中。

“北大生科院昌增益教授课题组长期关注一个很有趣的生物学问题——人体的胃液是一个极强的酸性环境,大部分细菌都会在这里被杀死,但大肠杆菌等肠道病原菌却可以存活下来,并最终到达小肠造成感染。其中有一种‘酸性分子伴侣’对大肠杆菌起到了关键保护作用。但如何在复杂的活细胞中‘追踪’到这个蛋白的作用网络,他们缺乏工具。”陈鹏掌握的新一代蛋白质光交联探针正好有这样的独特优势。两年多的合作中,他们一边收集数据,一边完善技术。相关论文最终发表在《自然·化学生物学》上,受到了学术界广泛关注。

“近年来学界很关注如何在活细胞内进行化学反应,也就是‘生物正交反应’。但热点一直聚焦在成键反应上——如何让目标蛋白和标记探针连接在一起。”学化学出身的陈鹏,却开始将目光投向断键反应。“因为有机化学家最擅长的就是‘成键和断键’两大类反应。”他笑着说,“在面向生物体系的应用方面,断键反应的关注度远没有成键反应高。”

获得2012年度国家杰出青年基金后,陈鹏开始提出并发展“生物正交断键反应”这个全新的概念。他带领课题组克服困难与挑战,将该技术应用于对蛋白激酶的精准调控上,并使效率从30%逐步提高到90%以上。《自然·化学生物学》不仅刊登了相关论文,还邀请他们撰文对这一前沿方向进行了展望。

“激酶和癌症密切相关,人体中有近600多种,以往的技术很难对激酶逐个研究,而我们的研究为这些癌细胞信号蛋白设计了分子开关,能够‘开启’任意激酶,从而研究每一种激酶与癌症发生、发展的关系。”陈鹏解释说。

“下一步,我们将和生物学家合作,把‘分子开关’运用到更多的激酶研究上,与各种疾病模型相结合,促进新的生物学发现。”陈鹏告诉记者。

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