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陳鵬：為癌細胞信號蛋白設計分子開關

2016年06月17日02:30 科技日報

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　　■科星燦爛

　　工欲善其事，必先利其器。北京大學教授陳鵬的工作從某種意義上説，就是為生物學研究提供更精準的化學工具。

　　他研發的新一代蛋白質光交聯探針，能夠幫助生物學家在活細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”技術，能利用化學小分子，逐個“開啟”激酶，從而研究每種激酶與癌症的關係，被國際學術同行認為是“在繁雜體系裏選擇性地調動激酶活性”的創新之舉。

　　6月1日，陳鵬因發展活細胞化學工具，開闢利用化學反應“在體”研究蛋白質新途徑，獲得每兩年評選一次的2016年度陳嘉庚青年科學獎。

　　37歲的陳鵬，之前已獲得過英國皇家化學會《化學會評論》新科學家獎、中美化學教授協會Biomatik傑出教授獎……此次獲獎是對他在化學與生命科學交叉領域開展的前沿工作的又一次肯定。

　　本科畢業于北京大學化學與分子工程學院的陳鵬，2002年前往美國芝加哥大學化學系攻讀博士學位。在那裏，他接觸到了充滿未知與活力的新興學科——化學生物學。

　　“這門交叉學科的一項重要任務就是發展研究蛋白質等生物大分子的化學工具，為生物學基礎研究和藥物研發提供新技術新方法。通過對蛋白質的結構和功能進行特異的化學調控，獲得新的生物學發現。”陳鵬解釋説。

　　拿到博士學位後，陳鵬在美國進行了兩年的博士後研究。按照正常的學術軌跡，出站後陳鵬將會在美國有不錯的就業前景。然而，留學期間一直和母校保持聯繫的陳鵬萌生了回國的念頭。

　　“國對我來説首先是家的感覺，愛國先得愛家。我們這一代都是獨生子女，家對我而言很重要。而且4年的大學生活，讓我對母校一直有一種割捨不下的情結。”回國成了再自然不過的事。北大化學學院是國內最早成立化學生物學系的高校之一，陳鵬2009年回到這裡建立了蛋白質化學生物學實驗室，致力於推動這個在國內仍處於起步階段的新興學科。

　　現代科技的發展，多學科交叉合作顯得尤為重要。陳鵬歸國後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注一個很有趣的生物學問題——人體的胃液是一個極強的酸性環境，大部分細菌都會在這裡被殺死，但大腸桿菌等腸道病原菌卻可以存活下來，並最終到達小腸造成感染。其中有一種‘酸性分子伴侶’對大腸桿菌起到了關鍵保護作用。但如何在複雜的活細胞中‘追蹤’到這個蛋白的作用網路，他們缺乏工具。”陳鵬掌握的新一代蛋白質光交聯探針正好有這樣的獨特優勢。兩年多的合作中，他們一邊收集數據，一邊完善技術。相關論文最終發表在《自然·化學生物學》上，受到了學術界廣泛關注。

　　“近年來學界很關注如何在活細胞內進行化學反應，也就是‘生物正交反應’。但熱點一直聚焦在成鍵反應上——如何讓目標蛋白和標記探針連接在一起。”學化學出身的陳鵬，卻開始將目光投向斷鍵反應。“因為有機化學家最擅長的就是‘成鍵和斷鍵’兩大類反應。”他笑著説，“在面向生物體系的應用方面，斷鍵反應的關注度遠沒有成鍵反應高。”

　　獲得2012年度國家傑出青年基金後，陳鵬開始提出併發展“生物正交斷鍵反應”這個全新的概念。他帶領課題組克服困難與挑戰，將該技術應用於對蛋白激酶的精準調控上，並使效率從30％逐步提高到90％以上。《自然·化學生物學》不僅刊登了相關論文，還邀請他們撰文對這一前沿方向進行了展望。

　　“激酶和癌症密切相關，人體中有近600多種，以往的技術很難對激酶逐個研究，而我們的研究為這些癌細胞信號蛋白設計了分子開關，能夠‘開啟’任意激酶，從而研究每一種激酶與癌症發生、發展的關係。”陳鵬解釋説。

　　“下一步，我們將和生物學家合作，把‘分子開關’運用到更多的激酶研究上，與各種疾病模型相結合，促進新的生物學發現。”陳鵬告訴記者。

(責任編輯：羅伯特)