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【熟鸡蛋变生鸡蛋】熟鸡蛋怎么变回生鸡蛋原理解密

日期:2015-08-31 17:28:54 编辑:www.im170.com 点击:639 评论:0
许多年来,全世界的科学家们都在研究如何把煮熟的鸡蛋变回原来的生鸡蛋,最近据美国加利福尼亚大学尔湾校区主办的《UCI News》月刊称,在加利福尼亚大学尔湾校区和澳大利亚化学家们的共同研究下,这项技术终于成功。如果把这项技术应用在癌症治疗和食品生产上,将可以大幅度削减成本。 指挥这项研究的UCI化学分子生物学教授Gregory Weiss阐述如下:“如研究报告上所写的,我们的研究就是将错综复杂的蛋白质进行分离,使其恢...


许多年来,全世界的科学家们都在研究如何把煮熟的鸡蛋变回原来的生鸡蛋,最近据美国加利福尼亚大学尔湾校区主办的《UCI News》月刊称,在加利福尼亚大学尔湾校区和澳大利亚化学家们的共同研究下,这项技术终于成功。如果把这项技术应用在癌症治疗和食品生产上,将可以大幅度削减成本。

指挥这项研究的UCI化学分子生物学教授Gregory Weiss阐述如下:“如研究报告上所写的,我们的研究就是将错综复杂的蛋白质进行分离,使其恢复到原来的状态。我们并不是对鸡蛋的变化过程感兴趣。比起这个,我们更想证明的是这项技术蕴藏了无穷的强大力量。”

煮鸡蛋时,由于热量和化学反应,一种叫“溶菌酶”的透明蛋白质会变白凝固,再生成新结构。Weiss在这次实验中用的是“尿素”。他将尿素注入凝固的蛋白质中,再装上漩涡流excess flow体设备来机械式施加压力,凝固的蛋白质就会再度融开来,回到原来液体的状态。”

实际上,此前也有很多的研究者在摸索珍贵的分子蛋白质的生成和再利用法。在医药品的研究开发方面,对转基因蛋白质进行特殊加工来代替分子蛋白质,但是这样的成本非常高。另外,虽然鸡蛋的蛋白质分子可以应用在很多领域,但是因为它形成时的构造十分复杂,所以如何人工制造它一直是困扰研究者们的大难题。

如果这项技术得到应用,科学家们认为这对医药品行业和蛋白质生产的研究会起很大作用。

例如现在,在制药公司里,由于蛋白质很少能被分离,所以多使用高价的“仓鼠卵巢细胞”来制作癌抗体。因此,需要进行抗癌治疗的患者们就要负担高额的治疗费。但是只要使用这项技术,就有可能从酵母和大肠菌的细菌中再生成蛋白质,迅速又廉价。通过简化蛋白质的形成,也许未来癌症的治疗费用也可以便宜不少。

加利福尼亚大学尔湾校区已经为这项最新的技术申请专利。与该校有着技术合作的企业,正在表现出兴趣的产业伙伴中,积极推进技术导入。

美国全国广播公司财经频道(CNBC)1月23日报道,美国加州大学欧文分校和澳大利亚弗林德斯大学的研究人员近日在实验中成功将煮熟的鸡蛋变回生鸡蛋。研究人员表示,该技术或将应用于癌症治疗、食品生产及其他生物技术领域,将极大地减少相关研究与生产的费用和时间。

据悉,该研究团队在实验中采用了多种不同的蛋白质材料,尝试将它们转化成可用的蛋白质。众所周知,鸡蛋的蛋清在煮熟的时候会变成白色,它富含蛋白质,在煮熟的过程中所含的蛋白质链会分解,然后重新组合成一种更紧密、更复杂的结构,因此蛋清才从透明的粘液状变成白色有弹性的固体。

该项目的研究人员发现了一种拆解复杂蛋白质链以使其恢复到原本结构的方法:首先,他们用一种化学物质液化熟鸡蛋的蛋白,然后用涡旋射流装置切断紧密缠结的蛋白质分子链以使它们正常重构。实验报告称,目前已有的解构蛋白质链的方法都需要花上好几天时间,而他们的方法只用几分钟。

研究人员对该成果的应用前景充满信心。在一次采访中,加州大学欧文分校的化学及分子生物与生物化学教授格雷戈里韦斯(GregoryWeiss)说道:“我们的研究不仅会省很多钱,更重要的是会省下大笔的时间,因为时间就是金钱。”对于该技术在癌症治疗方面的应用,他尤其乐观。

目前,一些已有的癌症治疗方法需要在实验室制造抗体与癌细胞中的蛋白质结合,使其能够被患者免疫系统摧毁,这个过程既耗时又昂贵。韦斯教授称,他们的发现可以极大地促进抗体的生产效率,而且费用会更少。

该技术在其他生物技术领域及食品生产领域也有很大的应用价值。目前,加州大学欧文分校已经为该技术申请了专利,并将很快投入市场。
在讨论“熟蛋变生”之前,我们先来看看鸡蛋在加热过程中发生了什么。鸡蛋中的内容物主要是蛋白和蛋黄,它们二者都含有丰富的蛋白质,而且中更以蛋清中的蛋白质含量为高。

蛋白质是一条由氨基酸依次连接的组成的长链(肽链),再经过一定的折叠而来的生物大分子。蛋白质需要折叠成特定的结构,才能发挥其生物学功能。而一旦这种折叠结构发生紊乱,那么蛋白质就会失去活性,并且发生凝固、沉淀等变化。这就称作蛋白的变性。

很多理化因素,如重金属离子、pH值变化、温度变化等,都能导致蛋白的变性。在煮鸡蛋时,蛋白由清澈的粘液状变成白色的固体状的过程,其实就是由于加热而引起的蛋白变性过程。换句话说,熟鸡蛋的蛋白,其实是一团因变性而凝固的蛋白。
那么,变性的蛋白质,能够重新恢复成之前折叠结构正确、具有活性的蛋白吗?答案是肯定的。实现这一目的过程,就称作蛋白的复性。然而对于大多数变性蛋白来说,复性的过程十分困难,有些变性蛋白几乎不可能复性,这就是发生了不可逆变性。通常人们认为像煮鸡蛋这样的过程,都属于不可逆变性。

但是在这项研究中,来自美国和澳洲的科学家开发出了一种新的技术,能够较为方便和快捷的将变性蛋白重新折叠为正确的结构。这一技术使用了一套“涡流产生装置”,给变性蛋白以一定的剪切力,来帮助变性蛋白的重新折叠。

科学家们的实验对象之一,是来自鸡蛋蛋清的一种蛋白质——溶菌酶。科学家们将蛋清用缓冲液稀释后,在90℃下加热了20分钟,和煮鸡蛋的过程类似,这些蛋清凝固了。随后科学家用尿素溶液溶解凝固的蛋白,并通入涡流产生装置中进行处理。科学家们发现,加热后失去活性的溶菌酶,在经过这些处理后恢复了活性,这说明变性的蛋白质重新折叠成了正确的结构。

由此可见,在这个研究中,科学家们只是恢复了加热过的蛋清中的一种蛋白,即溶菌酶。但是,溶菌酶其实在鸡蛋清中所占的比例只有约1%,而占蛋清主体的蛋白质如卵白蛋白等,则没有很好恢复。此外,溶菌酶本身分子量很小,结构很简单,因此比较容易恢复。在实验中,科学家还考察了几种大小和溶解度不同的蛋白质,结果表明,蛋白质越大、溶解性越低,能被恢复的可能性也越低。而一个鸡蛋中,包含着千千万万种大小差异悬殊的蛋白质。所以说,这项研究离“将熟鸡蛋变为生鸡蛋”还远得很,更不要提“起死回生”了。
那么,这样一项研究有什么用呢?事实上,这项研究证明,人们可以采用更为快速和简便的手段,来将一些过去认为难以恢复活性的变性蛋白重新折叠为有生物活性的结构。而如果能够有效实现这一目标,将会带来巨大的经济效益。

例如在制药产业中,目前很多蛋白质类药物,是由大肠杆菌、酵母等工程菌生产的。然而在这些微生物的生产过程中,一些蛋白质产物可能会出现不正确的折叠,这一现象类似于加热条件导致的蛋白变性。这些错误折叠蛋白的存在,提高了次品率,降低了产量。而若用常规技术恢复这些蛋白的话,花费的物料、时间和人工成本是巨大的。而如果采用这项新的技术,将这些折叠的不正确的蛋白质重新折叠为正确结构的过程将变得十分快速和简单。这样可以很大程度上提高生产效率,减少产业浪费和产业开支,从这一点来说,这一研究还是很有意义的。