科学家构建出可模拟血液的人工蛋白

　　在最新一期《自然》杂志上，美国宾夕法尼亚大学的研究人员指出，他们已构建出一种人工蛋白，该蛋白与人体内的某些蛋白具有相同功能：可携带和输送氧气。这也许将成为人造血液开发征途上迈出的重要一步。

　　多年来，科学家们一直在努力构建人造血液的成分，并希望此方面的医学进展将可规避血液捐献存在的一些问题，如污染、有限的存储空间及供应不足等，从而为战场和外伤病例提供更为简易快捷的输血。

　　目前，大多数血液替代品都包括改良的天然血红蛋白，这种血液关键部分负责将氧气从肺部转送到身体的其他部分。但是，一些研究表明，外伤患者在输入现有的血液替代品时会增加心脏病发作的风险。

　　宾夕法尼亚大学研究小组则把研究重点放在了从零开始创建可携带氧气的蛋白质，这些蛋白质还具有一个重要的基本特性：防水。如果水进入蛋白质，氧就会逃逸并引起细胞损害。美国伊利诺伊大学厄本那-香槟分校的化学副教授罗曼•；波拉托夫称，这表明从头开始设计一个特定活性的蛋白质是有可能的，它将给蛋白质修改赋予更多的控制权，这是蛋白质设计的一个重大成就。

　　对现有蛋白质进行修改并不总会导致一个预期的反应，而且往往是失败的。论文的共同作者、宾夕法尼亚大学生物化学教授克里斯托弗•；莫泽说：“天然蛋白存在的问题在于其复杂性和脆弱性。我们现在的任务是要了解如何制作出一个与天然蛋白完全无关的功能蛋白，这将使我们能够继续挖掘更多的特性。”

　　宾州大学研究人员使用3个氨基酸制作出一个四螺旋圆柱形蛋白质结构，然后将一个更小的结构放入血红素中，血红素是一个大型平面分子，在血红蛋白中很活跃，其中心有一个可与氧结合的铁原子。

　　研究人员还制作了一个灵活的蛋白结构，这样它就能打开以接收氧，并在不让任何水进入的情况下再度关闭。通过将螺旋柱与回路连接在一起来限制它们发生活动，最终形成了一个烛台形的结构。论文第一作者、宾夕法尼亚大学生物化学教授莱斯利•；杜盾说：“我们已能在一个非常简单的蛋白质内形成干燥的内部空间，因为对很多酶的活性进行控制都需要使水远离蛋白质内部。”

　　为了在人体内使用人工蛋白，研究人员须确保它工作在细胞环境中，能足够长时间地保持氧，而且还得是无毒的。这样的蛋白质还须不被免疫系统确定为污染物而经由肾脏排出。研究人员表示，拥有血液基质是非常重要的，因为诸如创伤性出血、中风和心脏病发作等很多疾病都是由供血量不足引起的，此次构建的人工蛋白也许将真正成为重症监护的必备品。

（实习编辑：焦卉慧）

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