一种以弹簧加载的、三步过程解链DNA的解链酶

　　

生物通报道：基因复制过程神秘而复杂，参与的“演员”都多才多艺，而且能够近距离与其它“演员”默契配合，解链酶（helicase）便是其中的一位重量级演员。解链酶的作用是解开紧密缠绕的核酸链，以便聚合酶（polymerase）能够忠实复制每个核苷。

来自耶鲁大学、伊利诺斯州立大学和霍华德医学研究所的研究人员利用伊利诺斯大学研制的一种跟踪单个RNA或DNA分子解链过程的技术，研究丙型肝炎病毒解链酶的作用。详细内容刊登于近期《Science》杂志。

弄清复制的潜在机制并非易事。结构学研究涉及到结晶DNA－蛋白复合体，观察它们作用的方式；生化学家着眼于反应的试剂，使用的能量以及各阶段的时间。这种研究同时测量成千上万个分子的行为，描述反应的全部参与者。

利用单分子荧光分析技术，研究小组跟踪丙型肝炎病毒解链酶NS3解开双链区有荧光标签的双链DNA分子。（NS3解链酶起初与肝炎病毒单链RNA放松有关，但也能够作用于DNA，说明这种解链酶在感染过程中，可能参与了解开宿主双链DNA的工作。）

随着双链分离，通过跟踪两个被标记的核苷之间越来越远的距离，研究人员能够测量解链速度。他们发现DNA解链位点是离散跳跃的：三个核苷对（碱基对）在解链之前彼此放松。“好像对弹簧施加张力，”研究人员Taekjip Ha说，“你为弹簧加上小的机械运动，直到DNA-蛋白复合体上聚集了引发三碱基对快速解链所需的足够张力。”

这种反应是强烈的，需要三磷酸腺苷ATP（细胞能源）。研究结果显示每个解链反应需要消耗三个ATP分子，提示三个“隐藏步骤”每个解开一个碱基对。

尽管一个ATP所含的能量能够解开10个碱基对，但研究人员对这种高耗能反应并不感到奇怪。“复制过程中，解链酶与聚合酶手挽手，因此解链酶一次作用于一对碱基很合理，”研究小组带头人Sua Myong说，“这非常成体系，一个碱基对移动有助于聚合酶精确拷贝基因，每次拷贝一个碱基。”

解链酶也要绕过一系列障碍：与复制有关的蛋白和其它辅助因子，这需要额外的能量。他将NS3解链酶对能量的需求比作运载车的运动对能量的需求，发展一种低耗能的发动机是有意义的，因为需要额外的能量完成额外的工作。

Myong注意到,NS3是病毒基因组中唯一的解链酶，也属于四大解链酶超家族，因此新发现具有普遍意义。（生物通 小粥）

丙型肝炎新药研制成功

美国东部时间10月27日(北京时间10月28日)消息，位于加拿大魁北克的勃林格-殷格翰公司但尼尔-拉马利等人在10月26日在线出版的《自然》发表文章，报告研制出了第一种针对造成肝脏损害的丙型肝炎病毒的药物，并已进行了小型临床试验。他们希望，能使丙肝病毒的酶功能失活的该种新药，能够最终治愈丙型肝炎，并进而拯救成千上万由丙肝病毒所致的肝硬化和肝癌病人。

　　全世界有1亿7千万人感染丙型肝炎病毒，其中约70%的人发展为肝脏疾病。美国每年有1万多人死于丙型肝炎。目前，干扰素和病毒唑结合疗法是治疗丙肝的最好方法，但只有不到一半接受该疗法病人的病毒被清除。而且用药治疗后，病人身体虚弱，产生贫血、发热、脂肪组织损害、抑郁等症。目前，至少有五六家制药公司正在积极研制作用于丙肝病毒、但不影响人体细胞的药物，以减少药物的副作用。拉马利等则将研制新药的重点，集中于阻断丙型肝炎的一种名为NS3的酶的功能。NS3酶辅助丙型肝炎病毒产生其生存和增殖所需的蛋白质。

　　拉马利等首先选择了一种使NS3酶功能减弱、但不完全阻断其功能的松散的肽分子。然后给该肽分子接上适当的化学基团，使肽分子变硬，且更适合于进入NS3酶的活性位点。勃林格-殷格翰公司表示，新药物的名称为BILN2061，它能阻断培养的肝细胞中受损伤的丙肝病毒的复制，而且用药的动物和健康志愿者都不产生严重副作用。为了观察BILN2061是否抑制丙肝病毒，拉马利等让8位丙型肝炎病人分别服用安慰剂或者含有BILN2061的药液，每天2次，共服用2天。结果服用BILN2061后，病人体内的丙肝病毒水平下降了100多倍。而采用既往的干扰素和病毒唑结合疗法的话，需要12周时间，才能使病人体内丙肝病毒降低到相同水平。

　　美国密苏里州圣路易斯大学肝病学家阿德里恩-迪比斯格利认为，该结果证明了非常重要的、应用特异性病毒阻断剂治疗丙型肝炎的原则。但病毒仍有可能很快适应BILN2061，并产生耐药性。而且，勃林格-殷格翰公司也还没有证明长期用药的安全性。迪比斯格利说，总之，目前还存在着一些无法回答的重大问题。