■文/吴 迪

继全基因合成之后，横亘在生物学与蛋白质结构之间的艰难壁垒被科学家瓦解，实现了蛋白质的全新设计。

人类遗传密码子的重新编写是基因组学中的一个里程碑的工作，它标志着遗传工程领域正逐步从基础科学向产业转化。就在这一振奋消息过后，又一件喜讯传来。2019年6月6日，来自美国华盛顿大学生物化学所、蛋白质研究所、霍华德·休斯医学院的戴维·贝克（David Baker）教授在《自然》（Nature）杂志发表从头合成蛋白质的研究。该研究显示，即使是从未涉及此领域的科学工作者，也可通过蛋白质折叠电子游戏（Foldit）实现蛋白质的全新设计。

蛋白质是由氨基酸首尾相连、脱水缩合而形成不同大小的肽链。每种蛋白质中所含有的肽链长度不同，肽链中氨基酸的组成和排列顺序也各不相同。每一种肽链在空间卷曲折叠成为特定的三维空间结构，而不是随机走向的松散多肽链。这种三维空间结构通常被称为蛋白质的构象，即蛋白质的结构。

蛋白质的生物学功能在很大程度上取决于三维空间结构，它只有处于自己特定的三维空间结构中，才能获得它特定的生物活性。三维空间结构稍有破坏，就很可能导致蛋白质的生物活性降低甚至丧失。因此，蛋白质结构的研究是蛋白质功能预测及蛋白质设计的基础。预测氨基酸序列的组成和排列顺序则有助于了解蛋白质如何发挥作用，也由此诞生了蛋白质分子设计这门新兴学科。

Foldit是一个实验性的蛋白质折叠电子游戏，它可以根据参与者提供的一段无结构的氨基酸序列，通过计算机预测它的天然结构。……