大环多肽是极具前景的药物,因其兼具精准靶向性、稳定性和安全性,与传统药物相比副作用更少。然而,发现和测试这类多肽的传统方法通常复杂难控、耗时冗长且不环保。
为突破这些局限,研究人员改造了普通酿酒酵母细胞,使其能分别生产不同的大环多肽。每个酵母细胞如同微型工厂,在产生化合物时会发光,让科学家能快速识别有潜力的多肽。借助先进的荧光技术,团队仅用数小时就筛选了数十亿个此类微工厂,该过程比现有方法显著更快速、更环保。
论文第一作者、威尼斯卡福斯卡里大学分子科学与纳米系统系博士后研究员Sara Linciano解释道:"我们改造酵母细胞,使每个细胞成为'微工厂',在生产特定化合物时发出荧光。这使我们能快速高效地分析一亿种不同多肽。"
研究共同负责人Ylenia Mazzocato强调该方法的可持续性:"通过利用酵母的天然机制,我们生产的肽分子具有生物相容性与可生物降解性,确保其对健康和环境安全,是真正的'绿色制药'路径。"
团队还阐明了这些多肽精准结合靶点的机制。参与结构分析的Zhanna Romanyuk表示:"通过X射线晶体学,我们证明了这些多肽卓越的结合特性,确认了其精准性与效力。"
该新方法为药物研发带来重大突破,尤其针对传统药物难以应对的复杂靶点。研究协调人、副教授Alessandro Angelini强调:"我们正在突破技术边界,研发能将先进疗法精准递送至特定细胞的大环多肽,这或将彻底变革治疗方案,显著改善患者健康并产生重大科学经济影响。"
本研究隶属于欧盟"下一代EU计划"支持的意大利国家复苏与韧性计划(PNRR),由威尼斯卡福斯卡里大学、京都工艺纤维大学(KIT)、中国科学院、帕多瓦大学及瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的多学科团队共同完成,涵盖化学、生物物理、生物化学及计算科学领域的专家。
该技术部分成果已由卡福斯卡里大学申请专利,近期被初创企业Arzanya S.r.l.收购。Angelini总结道:"技术获得国际认可令我倍感自豪,希望Arzanya S.r.l.能为意大利杰出青年研究者提供在本土追求科研热忱的机会,无需远赴海外。"
Story Source:
Materials provided byUniversità Ca' Foscari Venezia.Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Sara Linciano, Ylenia Mazzocato, Zhanna Romanyuk, Filippo Vascon, Lluc Farrera-Soler, Edward Will, Yuyu Xing, Shiyu Chen, Yoichi Kumada, Marta Simeoni, Alessandro Scarso, Laura Cendron, Christian Heinis, Alessandro Angelini.Screening macrocyclic peptide libraries by yeast display allows control of selection process and affinity ranking.Nature Communications, 2025; 16 (1) DOI:10.1038/s41467-025-60907-x
2025-07-01
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