蛋白里混进了奇怪的东西:非天然氨基酸的前世今生(二)
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发布时间：2024-05-09 12:31
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时间：2024-07-25 23:46
揭秘生命密码：非天然氨基酸的神奇之旅（二）</
让我们继续探索这个神秘的科学领域，深入理解非天然氨基酸的非凡旅程，由周德敏教授的文章启发，密码子扩展——生物界语言的扩展版本，只是其众多可能性的冰山一角。我们从基础的密码子扩展说起，一步步揭示这一技术的奥秘。
非天然氨基酸技术的开创者，彼得·舒尔茨（P. Schultz）实验室的华裔科学家王磊，以其卓越成就在科研界享有盛誉。舒尔茨教授被誉为“P”，距离诺贝尔奖仅一步之遥，美国科学院院士的头衔更是早有定论。至于他们的故事，这里暂且按下不表，让我们专注于科学的核心内容。
蛋白质的生成过程，如同一台精密的翻译机器。DNA的遗传信息通过转录形成信使RNA（mRNA），tRNA作为搬运工，携带着特定的氨基酸，通过碱基配对，找到mRNA上的密码子，最终在核糖体上完成蛋白质的编织。在此过程中，终止密码子UAG是关键，而我们想要插入非天然氨基酸，就需要一种特殊的氨酰tRNA，其反密码子对应UAG，携带着那个神秘的氨基酸。
图解：蛋白质翻译的微观世界</
想象一下，就像图中的氨酰tRNA合成酶，它精准地识别特定氨基酸并将其与tRNA结合。为了成功插入非天然氨基酸，我们必须设计出一个能与UAG密码子完美匹配的氨酰tRNA，同时确保它与现有的tRNA合成酶之间具有高度的正交性，即互不干扰，互不影响。
自然选择亿万年的漫长历程为我们提供了许多天然的氨基酸-tRNA-氨酰tRNA合成酶的正交组合，但设计全新的组合就像在进化的大海中寻找一颗未经雕琢的宝石。科学家们选择从大肠杆菌和詹氏甲烷球菌的基因库中寻找线索，利用基因工程技术，构建出庞大的tRNA和氨酰tRNA突变文库，通过筛选，最终找到了理想的正交组合，实现了密码子的扩展。
筛选过程：进化的力量与科学的智慧</
这个筛选过程并非易事，它需要科学家的辛勤工作和创新思维。比如，彼得·舒尔茨教授的团队，他们的努力和专注使得密码子扩展这一突破性成就得以实现。尽管其他研究人员也有过相似的想法，但老P的团队凭借他们的毅力和科学方法，率先取得了成功。
现在，我们已经了解了基础的密码子扩展，接下来，让我们深入探讨更加令人惊叹的吡咯赖氨酸体系，那是一个非天然氨基酸的崭新世界。敬请期待我们下一篇文章，揭开更多关于非天然氨基酸的精彩篇章。
