神舟十七號成功發射 空間蛋白質展開5項研究
據中國載人航天工程辦公室消息，北京時間2023年10月26日11時14分，搭載神舟十七號載人飛船的長征二號F遙十七運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射，約10分鐘后，神舟十七號載人飛船與火箭成功分離，進入預定軌道，航天員乘組狀態良好，發射取得圓滿成功。
記者從中國科學院空間應用工程與技術中心（以下簡稱空間應用中心）獲悉，“空間蛋白質分子組裝與應用研究”項目實驗單元隨神舟十七號飛船上行。
“研究將開展蛋白質/核酸及其小分子復合物的單晶體制備，進一步研究空間微重力環境和輻射等因素對分子結構和晶體結構、生物學功能、藥效和藥理等的影響，指導空間安全用藥和地面藥物設計與開發。”中國科學院空間應用工程與技術中心研究員倉懷興介紹說。
五大研究內容
“空間蛋白質分子組裝與應用研究”包括“高通量蛋白質結晶及分子結構與功能研究”“納米晶藥物制備及藥理學研究”“納米晶骨骼空間制備研究”“蛋白質晶體空間輻射損傷研究”“空間顯微觀測蛋白結晶的動力學研究”等5項研究內容。
其中，“高通量蛋白質結晶及分子結構與功能研究”將設計多種生長條件，獲得大尺寸高質量蛋白質晶體；通過地面X-射線衍射，得到高分辨率蛋白質分子結構；進一步研究其生物學功能，揭示生命活動規律并用于相關生物技術研究。
“納米晶藥物制備及藥理學研究”將開展空間微重力和輻射等環境對藥物結構、藥效和穩定性的影響研究。一方面指導空間安全用藥；另一方面利用空間環境的有益影響，研究新晶型藥物和藥物口服劑型。
“納米晶骨骼空間制備研究”將基于微觀結構分析和分子動力學模擬，研究仿生骨骼復合材料自組裝過程的分子機制，包括分子組裝規律、孔隙擴張塌陷規律以及脫水與固化規律等；研發組織相容性與生物活性更接近天然骨的可降解仿生骨骼。
“空間顯微觀測蛋白結晶的動力學研究”通過對蛋白質空間結晶過程的顯微觀察和調控，并與地面結果相比較，進行蛋白質結晶動力學和形態學研究，建立蛋白質晶體生核與生長動力學理論模型，探索空間環境中晶體生長的一般性原理、方法和規律。
“蛋白質晶體空間輻射損傷研究”通過晶體對空間輻射損傷固定和放大作用，探究生物分子的易損傷位點，并合成自組裝多肽，對易損傷位點開展有針對性探究；根據輻射損傷模式建立生物分子輻射損傷數據庫，指導空間用藥和地面藥物設計與開發。
利用微重力環境
我們知道，生命體是由蛋白質、核酸等生物大分子組裝成的一架精密高效的機器，它們協同工作完成著各種各樣的生理功能。只有獲知蛋白質的結構與功能，才能更多的破解生命的奧秘和進行理性的藥物設計。但是，很多蛋白質因為得不到高質量的單晶而難以深入研究其功能。
在科學家看來，空間微重力環境為蛋白質結晶提供了絕佳條件。
倉懷興表示，空間微重力環境可消除減弱常重力場下溶液中存在的對流與沉降，為蛋白質結晶生長提供一個相對均一和穩定的環境，有利于生長高質量蛋白質晶體。同時，通過X-射線衍射獲得蛋白質分子的精細結構，更準確地揭示其生物學功能，如正常生理作用、致病機制、藥效、副作用等與分子結構的關系。因而對分子藥物設計具有直接的作用，對仿生生物技術也具有重要意義。
據了解，本次實驗安排了蛋白質、多肽、核酸、生物材料、藥物材料等5類29種實驗樣品，如胰島素、癌癥治療蛋白復合物、核酸聚合酶、植物光合作用關鍵蛋白、納米羥基磷灰石/膠原多肽、溶菌酶等。
“這些實驗樣品都是在發射場完成現場制備和加載，在發射前8個小時左右，放置于生物樣品貨包送往發射塔架，并安放至神舟飛船，隨飛船發射升空。”倉懷興說。
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