小鼠塑料抗体
仿照来源:抗体与抗原的相互作用
学过高中生物的就知道抗体与抗原彼此识别的原因:抗原决定簇与抗体分子之间有着结构互补性与亲和性(包括静电相互作用、亲疏水相互作用、氢键等) ,简单地可类比于拼图,也就是利用尺寸、结构的匹配性。
能在小鼠血液中识别并清除毒素的“塑料抗体”
受这样的原理启发,日本科学家Yu Hoshino发明过一种可以有效识别与结合蜂毒素的纳米粒子,由于基材是高分子,他把它形象地称为“塑料抗体”。
他的设计思想就非常巧妙。在制备高分子纳米粒子的过程中引入蜂毒素(下面示意图中的绿色块)本身,那么蜂毒素就会随机分布在纳米粒子之上。再采用特殊的方法将蜂毒素刻蚀掉,那么与蜂毒素匹配的互补空间结构位点就留了下来(这种技术叫做分子印迹技术,现在是高分子学界的一项热门研究领域)。这就有点像假如你一开始坐在沙滩上,后来你拍拍屁股走了,但是你屁股的形状留在了沙滩上。既然拥有与蜂毒素相匹配结合的位点,所以这种纳米粒子能再次有效结合蜂毒素,发挥抗体的作用。
分子印迹技术
•它将功能单体,在模板分子(目标分子,又称印迹分子)的存在下,交联聚合,然后洗脱除去模板分子,这样制得的聚合物,在立体空穴和功能基排布上与目标分子具有互补的结构,因此在分子识别中有着特殊的选择性和良好的前景。
由人体免疫系统产生、用于识别和抗击感染和外来物质的人工版蛋白——塑料抗体有了在活体动物血液中发挥作用的第一手证据。
•在这项研究中,研究人员参照了过去一项开发制作直径是人类头发1/50000、用于模仿天然抗体来捕捉抗原的塑料纳米微粒的研究。研究所采用的抗原是蜂毒肽,这是蜂毒中的主要毒素。研究人员通过分子印记来制作抗体,这个过程相当于在湿的水泥地上留下脚印。科学家将蜂毒肽与叫做单体的小分子混合,使这些小分子产生形成长链、并更加牢固的化学反应。当长链变硬后,研究人员将蜂毒肽滤过出来,这样就剩下了留有这种毒素形状小坑的纳米微粒。最近与日本静冈大学的一项新的研究中发现,这些塑料蜂毒肽抗体的作用与天然抗体很相似。科学家给小鼠注射这些致命的蜂毒肽后立即注射针对蜂毒肽的塑料纳米微粒,结果发现,接受塑料纳米微粒注射的小鼠的生存率明显高于没有接受纳米微粒注射的小鼠。这种纳米微粒可以根据不同目标来制作,研究者说,“这就使得我们在抗体的应用中需要认真考虑这些纳米微粒。”
应用方向
研究人员表示,所谓塑料抗体是指天然抗体的模拟物。新研究或许意味着塑料抗体的功能和天然抗体一样,科学家也可以有针对性地制造塑料抗体,“有的放矢”地对抗不同的抗原—包括引发疾病的病毒和细菌、能够让人对某些花粉、灰尘、食物等起过敏反应的蛋白质等