化学家专访

探索拟肽的结构和功能,开发拟肽催化的新天地 —蔡健峰教授

本文作者:石油醚

肽在人体的多项生理功能中发挥着重要的作用,越来越多的肽类药物正在进入临床试验或批准上市。然而由于本身结构的限制,肽分子结构具有化学稳定性差、细胞透过性差、选择性差等缺点。对肽的部分结构进行修饰改造,能够得到具有代谢稳定、生物利用度佳,选择性好的拟肽化合物。拟肽通常模拟肽或蛋白立体结构与药效团的化合物,它们通常由已有肽段经修饰模拟而产生。近些年来,科学家在拟肽的构建和应用方面已经取得了很大的进展。本期我们的专访嘉宾蔡健峰教授就是其中之一,蔡教授在拟肽分子的构建和应用等方面做出了突出的贡献。

很荣幸可以邀请南佛罗里达大学的蔡健峰教授,带我们走进“探索拟肽的结构和功能,开发拟肽催化的新天地”的奇妙感悟。

以下是蔡健峰教授的专访内容:

1. 是什么样的机缘让您选择了化学(科学)研究?

其实我中学最喜欢的是物理,我高考第一志愿填的是南京大学信息物理系,第二志愿是物理系,第三志愿是化学系。不过没有想到高考没有考好,后来连化学系也没有被录取,而是被调剂到了一个新的系-化工系,虽然和化学系一样都隶属于南京大学化学化工学院。后来大三分系后选择了高分子化工专业,硕士研究生专业是高分子化学与物理。之后出国读博后,才正式进入了化学系学习。我想对于化学我是逐渐培养起来兴趣的,从开始不得不学到后来非常喜欢,到现在作为自己的终身职业。我觉得化学每天能够给自己带来成就感,因为总是会有新的分子被合成出来,不管有用还是没有用。

2. 如果不从事化学(科学),还有什么想做的?为什么?

如果现在不从事化学研究,我可能想做医生,这样就算不直接制造分子,但可以用药物分子治疗病人,这样也很有成就感和使命感。

3. 现在在做哪方面的研究?另外,准备在这块如何展开?

目前我们课题组主要围绕一种类型的拟肽,我们命名为AApeptide,进行研究。这是一类由我们课题组自己创造的一类分子,可以用来模拟多肽甚至蛋白质,因为AApeptide可以形成非常稳定的二级螺旋结构,但是由于其非天然的骨架,这类分子不会轻易被任何酶降解。另外,因为它们是构建在非天然骨架上,可以很轻易地引入各种基团,极大的增加了官能团的多样性。基于这类分子的特殊性,我们目前主要从三个方向展开研究:首先,因为我们的分子可以模拟蛋白质的二级螺旋结构,我们正在应用这个性质来设计新型的螺旋拟肽分子。这些螺旋分子可以阻断蛋白质蛋白质相互作用,特别是两个作用的蛋白质之间本身是通过多肽螺旋片段来相互作用的。其次,我们用我们的AApeptide的骨架,可以做出大环拟肽分子,也是非常稳定而且具有官能团多样性的。我们由此可以建立很大的大环拟肽分子库,然后通过高通量筛选来找到潜在的候选药物。另外,我们也在通过我们的骨架,设计人工蛋白质,比如人工蛋白酶,来催化已知的或者未知的反应。

4. 请告诉我们对您人生影响最大的一个人是谁?为什么?

对我人生影响最大的是我的高中班主任老师常老师。我初中成绩很不好,刚进高中时学的很吃力,也只是在班上中游。是教物理的班主任老师经常鼓励我,而且指导我学习方法,我的成绩才逐渐好转。要是没有班主任老师的教导,我想我应该不会考上大学,现在也更不可能从事化学研究。

5. 如果能和历史上的某一个人共进晚餐的话,您最希望是谁?为什么

我想应该是老子。能够影响到孔子并且有道德经流放百世,可能和他吃饭可以学到处世哲学。我其实也很想知道他西出函谷关后去了哪里?

6.在您人生中最艰难的一段时间发生在什么时候,怎么克服的?

应该是我博士毕业后在一个化学公司里工作的时候。当时每天上班做化学反应,到点下班,感觉人生一辈子就这样了,心里非常失落。后来下定决心要进学术界,因为在这里可以充分实现自己在化学上的梦想。于是我辞掉公司工作,去读了博士后,然后最后终于找到了教职。

7.您平时喜欢吃什么?(如果是菜肴的话在哪里吃的最好吃?)

我是重庆人,所以最喜欢吃麻辣的东西。基本上加了花椒和辣椒,我什么菜都可以吃下去了。所以对于我来说,川菜是我的首选。

8. 自我评价一下自己最大的优点和最头疼的缺点是什么?

我觉得我最大的优点是能够知道自己能力有限,需要努力向领域内的各位专家学习。缺点就是感觉自己有点懒惰,做事情不够集中精力。

9.如果现在突然您意外得到一周的假期,您会用它来干什么?

平时工作之余主要是看看新闻,听听音乐。如果现在我有一周假期,我很想回国游玩几个城市。祖国发展这么快,感觉自己没有真正逛过。

10.就您目前对您领域的了解,还有哪些瓶颈没有解决,希望您可以提出瓶颈的问题?

我们课题组做的拟肽主要是应用于医药上的。现在还没有找到真正进入临床的候选药物。其次,拟肽这个领域还是比较新,目前还没有能够做到做出像蛋白质一样的复杂的三维的三级四级结构,希望以后有所突破。还有,现在拟肽主要通过化学合成,通常重复步骤多,产率低。如果能够更多的自动合成,会大大提高应用的可能性。

11.在您领域目前最大的突破或者能在未来获得诺贝尔化学奖的成果是?

我觉得 Peter Schultz的非天然氨基酸,还有Stephen Kent的蛋白子化学合成都很有希望。

12.下一次您推荐我们采访谁。(此问题回答仅限中国的化学家以及在海外的华人化学家)。

Peter Zhang in Boston College,

Xiaodong Shi at University of South Florida,

Jianmin Gao in Boston College,

Wenshe Liu at TAMU。

笔者后记

非常感谢蔡老师给我们提供专访,让我们能有机会更深入了解他,也希望日后化学空间能和蔡老师有更多研究上的交流,衷心祝福蔡教授在拟肽化学及其应用等方面做出更加突出的贡献。

蔡健峰教授简历

教育背景

1997年,南京大学,学士

2000年,南京大学,硕士

2002-2006年,Washington University in St. Louis,博士

2007-2009年,Yale University,博士后

2009–  University of South Florida,教授

荣誉及获奖经历

Fellow of American Institute for Medical and Biological Engineering (AIMBE)

Preeminent Professor, University of South Florida

Fellow of Royal Society of Chemistry (FRSC)

ChemComm Emerging Investigator

Biomatik Distinguished Junior Faculty Award, The Chinese-American Chemistry & Chemical Biology Professors Association (CAPA)

Ralph E. Powe Junior Faculty Enhancement Award

相关链接:

世界著名化学家-蔡健峰

课题组主页:http:/jianfengcai.myweb.usf.edu/

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