陳鵬：為癌細(xì)胞信號蛋白設(shè)計(jì)分子開關(guān)

陳鵬：為癌細(xì)胞信號蛋白設(shè)計(jì)分子開關(guān)

2016年06月17日 00:00:00 瀏覽量: 來源:科技日報 作者:林莉君

 　　工欲善其事,必先利其器。北京大學(xué)教授陳鵬的工作從某種意義上說，就是為生物學(xué)研究提供更精準(zhǔn)的化學(xué)工具。

　　他研發(fā)的新一代蛋白質(zhì)光交聯(lián)探針，能夠幫助生物學(xué)家在活細(xì)胞中捕捉和鑒定蛋白——蛋白相互作用；他提出的“激酶分子開關(guān)”技術(shù)，能利用化學(xué)小分子，逐個“開啟”激酶，從而研究每種激酶與癌癥的關(guān)系，被國際學(xué)術(shù)同行認(rèn)為是“在繁雜體系里選擇性地調(diào)動激酶活性”的創(chuàng)新之舉。

　　6月1日，陳鵬因發(fā)展活細(xì)胞化學(xué)工具，開辟利用化學(xué)反應(yīng)“在體”研究蛋白質(zhì)新途徑，獲得每兩年評選一次的2016年度陳嘉庚青年科學(xué)獎。

　　37歲的陳鵬，之前已獲得過英國皇家化學(xué)會《化學(xué)會評論》新科學(xué)家獎、中美化學(xué)教授協(xié)會Biomatik杰出教授獎……此次獲獎是對他在化學(xué)與生命科學(xué)交叉領(lǐng)域開展的前沿工作的又一次肯定。

　　本科畢業(yè)于北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院的陳鵬，2002年前往美國芝加哥大學(xué)化學(xué)系攻讀博士學(xué)位。在那里，他接觸到了充滿未知與活力的新興學(xué)科——化學(xué)生物學(xué)。

　　“這門交叉學(xué)科的一項(xiàng)重要任務(wù)就是發(fā)展研究蛋白質(zhì)等生物大分子的化學(xué)工具，為生物學(xué)基礎(chǔ)研究和藥物研發(fā)提供新技術(shù)新方法。通過對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行特異的化學(xué)調(diào)控，獲得新的生物學(xué)發(fā)現(xiàn)。”陳鵬解釋說。

　　拿到博士學(xué)位后，陳鵬在美國進(jìn)行了兩年的博士后研究。按照正常的學(xué)術(shù)軌跡，出站后陳鵬將會在美國有不錯的就業(yè)前景。然而，留學(xué)期間一直和母校保持聯(lián)系的陳鵬萌生了回國的念頭。

　　“國對我來說首先是家的感覺，愛國先得愛家。我們這一代都是獨(dú)生子女，家對我而言很重要。而且4年的大學(xué)生活，讓我對母校一直有一種割舍不下的情結(jié)。”回國成了再自然不過的事。北大化學(xué)學(xué)院是國內(nèi)最早成立化學(xué)生物學(xué)系的高校之一，陳鵬2009年回到這里建立了蛋白質(zhì)化學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室，致力于推動這個在國內(nèi)仍處于起步階段的新興學(xué)科。

　　現(xiàn)代科技的發(fā)展，多學(xué)科交叉合作顯得尤為重要。陳鵬歸國后第一個有代表性的科研成果就誕生在與生科院的合作中。

　　“北大生科院昌增益教授課題組長期關(guān)注一個很有趣的生物學(xué)問題——人體的胃液是一個極強(qiáng)的酸性環(huán)境，大部分細(xì)菌都會在這里被殺死，但大腸桿菌等腸道病原菌卻可以存活下來，并最終到達(dá)小腸造成感染。其中有一種‘酸性分子伴侶’對大腸桿菌起到了關(guān)鍵保護(hù)作用。但如何在復(fù)雜的活細(xì)胞中‘追蹤’到這個蛋白的作用網(wǎng)絡(luò)，他們?nèi)狈ぞ摺！标慁i掌握的新一代蛋白質(zhì)光交聯(lián)探針正好有這樣的獨(dú)特優(yōu)勢。兩年多的合作中，他們一邊收集數(shù)據(jù)，一邊完善技術(shù)。相關(guān)論文最終發(fā)表在《自然·化學(xué)生物學(xué)》上，受到了學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注。

　　“近年來學(xué)界很關(guān)注如何在活細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，也就是‘生物正交反應(yīng)’。但熱點(diǎn)一直聚焦在成鍵反應(yīng)上——如何讓目標(biāo)蛋白和標(biāo)記探針連接在一起。”學(xué)化學(xué)出身的陳鵬，卻開始將目光投向斷鍵反應(yīng)。“因?yàn)橛袡C(jī)化學(xué)家最擅長的就是‘成鍵和斷鍵’兩大類反應(yīng)。”他笑著說，“在面向生物體系的應(yīng)用方面，斷鍵反應(yīng)的關(guān)注度遠(yuǎn)沒有成鍵反應(yīng)高。”

　　獲得2012年度國家杰出青年基金后，陳鵬開始提出并發(fā)展“生物正交斷鍵反應(yīng)”這個全新的概念。他帶領(lǐng)課題組克服困難與挑戰(zhàn)，將該技術(shù)應(yīng)用于對蛋白激酶的精準(zhǔn)調(diào)控上，并使效率從30％逐步提高到90％以上。《自然·化學(xué)生物學(xué)》不僅刊登了相關(guān)論文，還邀請他們撰文對這一前沿方向進(jìn)行了展望。

　　“激酶和癌癥密切相關(guān)，人體中有近600多種，以往的技術(shù)很難對激酶逐個研究，而我們的研究為這些癌細(xì)胞信號蛋白設(shè)計(jì)了分子開關(guān)，能夠‘開啟’任意激酶，從而研究每一種激酶與癌癥發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系。”陳鵬解釋說。

　　“下一步，我們將和生物學(xué)家合作，把‘分子開關(guān)’運(yùn)用到更多的激酶研究上，與各種疾病模型相結(jié)合，促進(jìn)新的生物學(xué)發(fā)現(xiàn)。”陳鵬告訴記者。