全 文 ：生命科学
Chinese Bulletin of Life Sciences
第 19卷 第 3期
2007年 6月
Vol. 19, No. 3
Jun., 2007
蛋白质功能研究：历史、现状和将来
马　静，葛　熙，昌增益*
(北京大学蛋白质科学中心 北京大学生命科学学院，北京 100871)
摘　要：蛋白质是生命活动的直接执行者，参与生命的几乎所有过程，如遗传、发育、繁殖、物
质和能量的代谢、应激等等。揭示生物体内成千上万种蛋白质的具体功能、完成功能的机制等是蛋白
质研究的核心内容，是后基因组时代生命科学研究极富挑战的领域之一。本文就蛋白质功能研究的历
史、现状和未来进行简要的讨论。希望能够帮助读者，特别是那些并不从事蛋白质研究的读者，更
好地认识我国中长期科学与技术发展规划中制定“蛋白质研究”重大科学计划的必要性。
关键词：蛋白质研究；功能；后基因组时代
中图分类号：Q 5 1　　文献标识码：A
Protein function studies: history, current status and future trends
MA Jing , GE Xi , CHANG Zengyi *
(Protein Science Center, College of Life Sciences, Peking University, Beijing 100871, China )
Abstract: Protein participates in almost all the life processes, including inheritance, development, reproduction,
stress response, energy and material metabolisms etc. Unveiling the biological functions of the thousands of
proteins present in living organisms is one key aspect of protein studies, and will be one of the most Challenging
issues in life sciences Reviewed here is the history, current status, and future trends of studies on protein function.
It is wished that this review will help readers, especially those who are not involved in protein research, to better
understand the importance of the “Protein Research” Plan formulated in the “Mid-and Long-term Plan of Science
and Technology Development in China (2006-2020)”.
Key words: protein; function; post-genome era
收稿日期：2007-05-15
基金项目：“蛋白质研究”重大科学计划项目(2006CB910300)
作者简介：马　静(19 82 —)，女，博士研究生；葛　熙(19 82 —)，男，博士研究生；昌增益(19 65 —)，男，教
授，博士生导师，*通讯作者，E-mail: changzy@pku. edu.cn
文章编号 ：1004-0374(2007)03-0294-07
蛋白质是生命活动的直接执行者，参与生命的
所有过程，如遗传、发育、繁殖、物质和能量的
代谢、应激、思维和记忆等。1878年恩格斯提出
“生命是蛋白体的存在形式”(《反杜林论》)。尽
管恩格斯认识了蛋白质对生命的重要性，但当时人
们对这类生命分子的化学本质和具体的生物学功能
的认识是非常肤浅的。一百多年来，特别是 20世
纪的生物化学与分子生物学的研究使得我们认识
到，蛋白质是一类结构和功能高度多样，并能对环
境做出自发响应的、复杂而神奇的生命大分子[1-3]。
自 1 9 3 8 年这类分子被正式命名为“蛋白质
(protein)”以来，人类对这其认识历史是曲折的，
期间出现过大量的错误理论 [1-3]。即使到今天，我
们对那些存在于生物体内的成千上万种功能和结构
各异的蛋白质的认识还不够深刻。特定的蛋白质分
子在生物体内发挥何种功能？发挥特定功能的分子
机制是怎样的？蛋白质功能是如何被调节的？是什
么样的结构基础使得特定的蛋白质分子能够发挥特
295第 3期 马　静，等：蛋白质功能研究：历史、现状和将来
定的生物学功能？蛋白质分子从生到死的质量控制
是如何实现的？具有这些形形色色功能的蛋白质分
子各自又是如何进化产生的呢？等等。本文将试图
对蛋白质功能研究的历史、现状和未来可能的前景
进行粗浅的讨论，希望本文对读者认识我国已经启
动的中长期“蛋白质研究”重大科学计划方面有所
助益。
1　对蛋白质功能认识的简单历史回顾
蛋白质(英文 proteins)最初被认为是“植物为食
草动物准备的一种首要或主要的营养成分，后者又
将其传递给食肉动物(1838年)”。当时蛋白质被简
单地定义为“加热易聚集的”物质。之后的研究
发现，这类普遍存在于所有生物中的物质的基本结
构单位是 20种氨基酸(1819－ 1936年)，氨基酸之
间通过酰胺键共价联结在一起形成多肽链( 1 9 0 2
年)，多肽链进而折叠组装成具有特定三维空间结
构的分子(1931年)。只有折叠组装好的蛋白质分子
才能发挥其特定的生物学功能。生物体内成千上万
种蛋白质分子几乎参与了生命的所有过程。
最早被赋予特定生物学功能的蛋白质可能是血
红蛋白，这大约发生在 1875年。在此之前十多年
(1864年)，人们利用分光光度计已经观察到了血红
蛋白具有可逆结合氧气的能力。同时，人们也逐渐
认识到了氧气参与的细胞中的氧化反应是生物能量
产生的重要途径。这两方面知识的结合，使得人们
逐渐认识到了血红蛋白的功能是在脊椎动物血液中
输送氧气 [ 1 ]。
在 1926－ 1930年间，Sumner 和Northrop通
过结晶和活性测定研究揭示，具有生物催化功能的
酶分子原来也是蛋白质，这对蛋白质功能的认识是
一次飞跃性的发展。到目前为止，已经被正式命名
的酶类蛋白质已经有 3 000多种。在之后的研究工
作中，蛋白质功能的研究可大致分为两种模式：一
是先分离鉴定某种蛋白质(如肌球蛋白和肌动蛋白等
等)，然后再试图揭示其生理功能；另外就是从已
知的特定生理功能(如免疫防御、视觉等)开始，去
揭示参与的蛋白质种类——当然在此之前，人们可
能并不知道它们就一定是蛋白质[2]！这两种研究的模
式都仍然还在被使用着。特别是对基因组测序所预
测出来的大量还从未进行过任何研究的蛋白质分子
的功能的认识，将会是一个艰难的过程。
人类关注蛋白质功能很大程度上也是由于蛋白
质和人类健康之间千丝万缕的联系，目前已发现的
遗传性疾病绝大多为基因突变导致所编码蛋白质的
功能异常所造成。比如隐性遗传性的苯丙酮尿症
(phenylketonuria，PKU)就是由苯丙氨酸羟化酶的缺
乏造成；白化病则是由于先天性缺乏酪氨酸酶，或
酪氨酸酶活性下降，而使得黑色素合成发生障碍所
导致；遗传性囊性纤维化(cystic fibrosis，CF)与位
于细胞质膜上的氯离子通道调节因子的功能缺失有
关。因为蛋白质功能异常可以引起疾病，人们因此
试图通过在活细胞中转入能表达正常蛋白质的基因
来治疗相关的疾病，不过这样的治疗方式还处在试
验 阶 段
[ 4 ]。
2　对蛋白质功能的认识还很不完整
每一种生命现象，即使是单细胞生命，都会
涉及众多不同的生理过程。20世纪生物化学和分子
生物学的蓬勃发展，使得我们对生理过程的认识也
从早期的宏观水平的描述，上升到了目前的微观水
平的分析。对蛋白质功能的认识，因为还很不完
整，自然也就难以进行有效的归类。但每当一种模
式生物的基因组DNA序列被测定完毕后，科学家们
都会试图将推断的该物种的完整基因组编码的蛋白
质按照功能进行一番分类。那些完成基本生物功能
的蛋白质可能在不同物种中是高度保守的，但部分
蛋白质及其功能却可能是物种特异的。鉴于目前用
于预测基因组DNA编码蛋白质情况的电脑程序的不
准确性(尤其像在人这样的高等生物中) [5]，以及
对蛋白质功能认识总体的不完整性，使得这样的
数据分析并非十分可靠，所以只能用作大概的参
考。
在已经发表的典型模式生物，如大肠杆菌[6]、酵
母[7]、线虫[8]、果蝇[9]、拟南芥[10]、人类[11](图 1 )
基因组DNA序列论文中，各组科学家都试图对预测
到的所编码蛋白质进行功能分类。由于对其中一半
左右的蛋白质的功能一无所知，使得我们难以对这
些论文中提出的蛋白质功能分类的异同进行总结；
但发现一些涉及遗传物质的复制和转录、蛋白质合
成及物质运输、能量及物质代谢、维持细胞形态、
与细胞周期调节和信息传递相关，以及与细胞感受
内外环境变化等的普遍性蛋白质，存在于所有模式
生物中。
模式生物基因组DNA序列的测定，以及对所
编码的蛋白质分子的预测结果，更使我们认识到，
人们对蛋白质结构和功能的认识还是非常肤浅和不
完整的。
296 生命科学 第 19卷
3　对蛋白质功能进行研究的方法和系统还远不完善
3.1　从体外到体内是认识蛋白质功能的经典生物化
学研究途径　在长期的蛋白质功能研究的历史过程
中，人们习惯于首先将待研究的蛋白质对象进行纯
化，进而对其结构特征和生物学活性(如酶的催化
活性)进行体外分析。对血红蛋白、肌球蛋白和大
量酶蛋白等功能的认识是这类研究途径的典型例
子[2]。这种传统的研究途径仍旧为很多蛋白质研究
学者所沿用。但很多时候这样的研究无法有效揭示
某种蛋白质在生物体内的功能。实际上，肌球蛋白
就是这样一种在体外研究了近百年却仍不知其生物
学功能的例子[2]。这样的蛋白质体外研究，如果是
在已知蛋白质体内功能的基础上而开展的话，将会
更为有效。
在进行体外蛋白质研究的过程中，科学家会尽
量去模拟生物体内的条件，但完全的模拟是不可能
的：因为生物体及其基本组成单位细胞是个高度有
组织的结构，而这才是蛋白质发挥功能的舞台。当
蛋白质被纯化后，这些复杂的细胞结构不复存在，
很多体内存在的蛋白质与其他蛋白质之间(如果是同
源寡聚蛋白质就是亚基之间)的非共价弱相互作用也
随之消失[12]。而那些在生物体内含量极低的蛋白质
也是很难被大量纯化的；但随着 20世纪 70年代重
组DNA技术的出现，很多在生物体内存在量很低的
蛋白质都可以通过先获取其编码基因然后通过重组
表达的方式大量获得。
在观察蛋白质在体外条件下表现出来的特征和
行为之后，我们必须要试图观察蛋白质在体内的特
征和行为。在体内，我们需要观察的是，特定蛋
白质在生物内的具体位置(比如是在细胞溶胶内、
细胞核内、线粒体膜上或基质内、细胞质膜上、还
是动态分布于不同的细胞器内等等)、与其发生相
互作用的蛋白质对象及发生相互作用的类型(比如，
是稳定性的还是瞬时性的相互作用)、与其结合的
其他分子(比如，是 DNA、RNA、磷脂类、糖类，
还是其他小分子有机物等)、同源寡聚化蛋白质分
子的寡聚状态是否发生改变、蛋白质被共价化学修
饰的种类和条件、蛋白质寿命的长短、蛋白质含量
的高低等等。
有关体内研究蛋白质功能的方法手段在不断发
图1　根据人类基因组DNA序列预测出的26 588种编码蛋白质的功能分类[11]
注：括号：参与所示生物功能的预测蛋白质种数，及其所占总预测蛋白质数目的百分比；内环：Panther(黑豹数据库)分
类系统；外环：GO(Gene On tology，基因本体论数据库)分类系统。
297第 3期 马　静，等：蛋白质功能研究：历史、现状和将来
展和完善之中。比如，观察蛋白质在细胞内的精确
定位可以借助于各种显微镜技术(如共聚焦显微成像
技术、免疫电镜技术等)；鉴定与特定蛋白质发生
相互作用的蛋白质的方法有各种双杂交系统、各类
蛋白质片段互补系统、荧光共振能量转移系统、体
内化学交联等[13]。
3.2　从改变的表型开始或改变的基因型开始认识蛋
白质的功能是分子遗传学的研究途径 这种方法的
出现是建立在以下重要生物学发现之上的：首先是
在大约 20世纪 50年代，人们认识到，生物体内的
所有蛋白质分子的合成信息皆编码于以DNA为携带
者的基因内，而且这样的信息的表达是通过以RNA
分子为中介而实现的(即所谓的遗传信息表达从DNA
到 RNA再到蛋白质的“中心法则”)。后来的研究
发现，存在于细胞内的蛋白质编码基因本身可以被
修饰改造(包括删除或突变等)，或者作为中间信息
传递者的信使RNA分子的结构和功能被干扰，从而
使得细胞不再产生蛋白质分子。相反，也可以使细
胞内特定蛋白质的含量提高，通过对以上的“基因
型”(即基因组成)被改变的细胞或生物个体的“表
型”(即其所表现出来的结构和行为特征)的分析，
也能够对特定蛋白质的生物学功能有所认识。
尽管这样的通过分子遗传学手段改变细胞内特
定蛋白质含量的方法——包括“基因敲除”[ 1 4 ]、
“RNA干扰(RNAi)”[15]等目前常用的技术已经趋于
成熟，但是利用这样的方法认识蛋白质功能的有效
性并不很高。究其原因，可能是因为蛋白质的功能
都是在特定的时间和空间发挥的，如果观察的条件
不对，特定蛋白质的特定功能的减弱或增强可能对
细胞或个体的表型不造成任何影响。所以，在很多
的条件下，某种蛋白质分子的去除或加入并不会造
成明显可见的表型的变化。比如有实验室通过
RNAi技术试图对线虫中所有蛋白质的表达独个进行
抑制，但从他们提供的系统数据库来看，很多蛋白
质在其mRNA被干扰而不再表达之后是“没有表型
改变”(具体数据库见 http://www.wormbase.org/db/
searches/rnai_search)。但这并不能说明这些蛋白质
在线虫体内没有功能，而是其功能可能被其他蛋白
质的功能代偿了，或者现有对线虫的认识还不足以
发现这样的表型的变化。
另一种遗传学思路是从表型的改变开始，将导
致表型改变的突变基因进行鉴定，进而可以知道是
什么蛋白质分子发生了功能的丧失。表型的改变可
以是天然发生的，也可以是人工诱导(比如利用
X- 射线、化学诱变剂)发生的。研究表明，野生
型蛋白质分子的功能与所对应的野生型表型之间必
然存在某种联系[16]。蛋白质的功能也就可能得到揭
示了。
两种揭示蛋白质功能的遗传学方法需要一起使
用才会更加有效。即使如此，很多未知功能的蛋白
质的功能还是无法通过这样的途径揭示。蛋白质的
功能往往是通过与其他蛋白质分子的特异相互作用
而共同实现的，并非孤零零地单独发挥的。这样的
特征也使得揭示蛋白质功能的难度增加了。
3.3　蛋白质组学方法为认识蛋白质功能提供了一种
高通量的途径 这几年迅速发展起来的蛋白质组学
方法主要得益于高分辨二维电泳技术对蛋白质的高
通量分离，以及可对蛋白质成分进行灵敏鉴定的质
谱学方法，同时还依赖于基因组DNA测序推测出的
某种生物中可能存在的所有的蛋白质的氨基酸序列数
据库[17-18]。蛋白质组学方法是一种大规模分析蛋白
质的技术。对于蛋白质功能研究而言，蛋白质组学
方法作为一种体外研究方法可能的主要用途在以下
方面：(1)帮助我们初步了解特定细胞内的蛋白质表
达谱，但那些含量极低或在体外不稳定的蛋白质很
难通过常规的蛋白质组学方法鉴定[19] ；(2)帮助我们
了解特定的蛋白质分子在特定的细胞内或生理条件
下发生了何种化学修饰；(3)当与特定蛋白质发生相
互作用的蛋白质分子复合物被分离纯化之后，它可
以帮助我们鉴定与特定目标蛋白质发生相互作用的
蛋白质的本质。
但通过蛋白质组学得到的结果也只是初步的，
之后还得通过传统的生物化学手段对特定蛋白质在
细胞内的表达水平、发生的化学修饰、参与的蛋白
质 -蛋白质相互作用进行验证，并开展更为精细的
分析。
3.4　生物信息学方法是通过实验手段认识蛋白质功
能方法的补充 生物信息学最早的任务是记录、保
存和分析基因组测序后出现的海量数据。后来随着
蛋白质组学技术的出现，也提出了记录、保存和分
析海量蛋白质表达谱等的需要，这也依赖于生物信
息学[20]。随后，生物信息学的触角伸到了更深层的
生物学领域当中，那就是预测蛋白质功能。近年
来，随着基因组研究的发展，更多新的基因被发
现，而通过基因组测序而预测出来的基因组所编码
的大量的蛋白质的功能是完全未知的。在对这些蛋
298 生命科学 第 19卷
白进行实验研究之前，往往可以进行一些生物信息
学分析。由于进化上的一些联系，序列或者结构域
相近的蛋白质往往可以被划分为一定的蛋白家族，
并且有些具有非常相似的功能。因此，结构域融合
分析法、系统进化特征法、簇分析法、结构分析
法等序列比对的生物信息学方法应运而生，这些都
对蛋白质功能的预测发挥着一定的作用[21]。
生物信息学者另外一个长期努力的方向是根据
蛋白一级序列对它的高级结构进行预测，由于蛋白
质功能是基于结构特征的，因此这项工作实际上的
目标也是揭示蛋白质功能。虽然现在对二级结构的
预测已经达到了相当准确的程度，也可以根据疏水
相互作用来预测蛋白的穿膜结构，但是对于三级结
构的预测还没有行之有效的手段[22]。
4　认识蛋白质的作用及调节机制是蛋白质功能研
究的重要内容
蛋白质发挥功能的作用机制在一定程度上可以
看作是蛋白质分子机器完成其生物学任务的动态过
程。尽管蛋白质完成的生物学功能丰富多彩，究其
发挥这些作用的根本方式，涉及的都是蛋白质与其
他分子之间的非共价的、可逆性的相互作用，但特
定蛋白质分子完成特定生物学功能的详细动态过程
则又是独特的，如同人类发明的机械都遵循着牛顿
定律，却发挥着各色功能，蛋白质机器也遵守着某
些共同的物理化学规律，但却发挥着令人类惊叹的
绝然不同的功能。比如，血红蛋白通过非共价结合
氧气分子而使得氧气分子在脊椎动物的血液中得以
有效地运输；著名的分子马达ATP合酶通过非共价
结合ADP和 Pi而合成能量货币ATP[23]，但前者是
通过一个含有二价铁的血红素完成的；后者却是由
一种跨越某种细胞膜的质子流驱动蛋白质分子转动
所导致的构象改变而完成的。
对于蛋白质作用机制的研究，需要在体外和体
内同时开展。过去的研究大多是在体外的示踪系统
中观察，近年已经有人试图在单分子水平去认识蛋
白质的作用机制[24]。这样的单分子水平的研究，需
要解决的难题是观察手段的灵敏性，如何探测单个
蛋白质分子发挥作用时的过程，还需物理学家和化
学家设计出巧妙的工具才行。
很多蛋白质发挥功能的过程是可以被调节的。
这种调节机制可以分为瞬时性的和持续性的两种方
式，两者都会引起蛋白质构象的转变，不同之处在
于前者通常受到非化学修饰(如温度、离子强度、
代谢物浓度以及一些调节因子蛋白等)的影响，迅
速地改变蛋白的空间形态，从而实现活性与非活
性、高活性与低活性之间的转变，这种调节既可逆
又精确；后者通过共价的化学修饰(如磷酸化、腺
苷酰化)而改变蛋白的活性，并需要特定的酶催化
来进行修饰和去修饰，这种调节虽然是可逆的但不
能迅速的发生改变，因而比较稳定；持续调节的另
一种方式是蛋白前体的激活，很多蛋白，特别是酶
原，需要被相应的蛋白激活剂(某种特异的蛋白酶)
部分降解，切割成短肽和具有活性的成熟蛋白来发
挥作用，激活过程是迅速而又不可逆的，这种激活
一般发生在细胞外。
现在人们对蛋白质发挥功能的作用机制已有越
来越多的认识，没有这些功能和机制各异的蛋白质
整体，生命也就不会出现。所以认识蛋白质发挥功
能的机制必然是认识生命本质不可或缺的重要内容。
5　认识蛋白质的质量控制是认识蛋白质功能的基础
生命过程是由成千上万种蛋白质分子通过高度
有序的功能的发挥而实现的。正如生命本身一样，
每一种蛋白质分子在有机体内都存在一个“生、
老、病、死”的过程。近年来的研究表明，蛋
白质分子从生成到清除过程的严格质量控制是正常
生命活动的基础。特定蛋白质分子必须及时正常地
生成(包括折叠和组装等过程)，也必须及时主动降
解。因为大多数蛋白质分子的结构内在地处于临界
稳定状态，所以当有机体遇到应激(即胁迫)条件
时，还需启动一套保护机制来避免这些蛋白质结构
破坏以及因此而导致的蛋白质失去生物学功能并聚
集。这样的质量控制体系的失灵，将导致有机体生
理功能的异常和疾病的产生。
5.1　正确折叠、组装和转运是蛋白质发挥功能的前提
　新生肽链从核糖体上正确合成之后，必须经过正
确的折叠、组装和转运之后才能处于发挥其生物功
能的状态。一维的新生肽链(即蛋白质的一级结构)
如何通过非共价相互作用而折叠成具有特定三维空
间结构(即蛋白质的三级结构)的功能分子，是生物
化学家长期希望解决但却至今没有解决的所谓“蛋
白质折叠问题”[25]。这其中主要涉及两个问题，一
是多肽链特定的一维氨基酸序列与折叠后形成的特
定空间结构之间是如何对应的？换句话说，根据氨
基酸序列能否推断出蛋白质的空间结构。测定DNA
序列方法的成熟，特别是基因组计划的成功实施，
使得某些模式生物体内所产生的所有蛋白质的氨基
299第 3期 马　静，等：蛋白质功能研究：历史、现状和将来
酸序列成为已知的信息，但其空间结构都因为目前
确定方法的限制而无法确定。蛋白质折叠的另外一
个问题是，一维肽链折叠形成三维空间结构的具体
过程。在无数种似乎能量差异不大的可能折叠途径
中，哪一种是被自然所选择的呢？
对于由多个亚基(每个亚基由一条肽链折叠而
成)组成的同源或异源寡聚蛋白质而言，还存在一
个组装的问题。生物体内大多数蛋白质可能都是以
这样的寡聚形式存在。对于这样的蛋白质而言，新
生肽链需要经过折叠和组装才能形成最后的功能分
子。认识这样的组装过程，关键内容之一就是认识
蛋白质分子通过其表面特异识别的机制。对于某种
同源寡聚蛋白质而言，其组成的亚基数目一般是特
定的，但也有能够形成不同大小寡聚体的蛋白质，
是什么因素决定了特定的亚基数目呢？它们又是通
过什么样的过程而特异组装的呢？对于异源寡聚蛋
白质而言，也存在与上面类似的问题[12]。
很多蛋白质的折叠、组装和转运都需要一类被
称为分子伴侣[26]的蛋白质的协助。认识这些分子伴
侣蛋白质的作用模式和机制，也是认识蛋白质质量
控制的关键内容。
近年的研究表明，如果蛋白质不能正常地折
叠、组装和转运的话，导致的结果往往是蛋白质在
生物体内的聚集。这样聚集的蛋白质分子不仅丧失
了其生物学功能，而且还会对生物体产生损害，导
致像老年痴呆这样的神经系统疾病。认识所谓的
“折叠病”[27]发生的机制，是预防或治疗此类疾病
的基础。
5.2　蛋白质的主动降解是细胞自我更新的重要过程
　尽管我们已经知道，受到这样或那样损害的蛋白
质分子会在细胞内的特定结构内被降解成氨基酸原
料，从而被重新用于蛋白质的合成，但近年的研究
发现，即使结构完全正常的蛋白质分子，经过一定
的寿命后，也会被细胞内的所谓“蛋白质酶体”主
动地以一种消耗能量的方式降解成氨基酸[28-30]。这
可能是细胞内不同蛋白质具有不同寿命的决定者。
但蛋白质的寿命是如何被决定的呢？也就是说蛋白
质被降解的选择性决定于蛋白质的什么结构特征
呢？认识蛋白质的“死亡”是如何被决定的，又
是如何实现的分子机制也是认识蛋白质质量控制的
关键内容。
6　展望
对蛋白质功能的研究应该说是蛋白质研究中的
核心内容之一。尽管发表在 N a t ur e、S c i enc e、
Cell、PNAS等综合性权威学术刊物中的大量论文涉
及蛋白质的功能研究，但对蛋白质功能研究进行综
述的文章却很少。
基因组DNA测序结果提供了大量我们还从未开
展过任何研究的却可能实际存在的蛋白质的氨基酸
序列，在对这些蛋白质的存在进行实验检测之后，
我们必须要回答它们在生物体内完成的生物学功能
是什么。其实，很多过去我们鉴定和研究过的蛋白
质分子，其生物学功能也仍然是未知的。即使对那
些生物学功能被认为是已知的蛋白质而言，也可能
会被赋予新的生物学功能。蛋白质功能研究的目前
局面，决定了我们对蛋白质功能的研究还有很长的
路要走。同时，我们也必须认识到的是，蛋白质
功能研究的难题不能够通过“基因组测序计划”、
“结构基因组计划”等类似的大科学模式去集中有
效地攻破，而需要大家从不同角度开展研究。
致谢 ：感谢实验室成员刘冲、张萌、阿娜莎(Anastasia
Ezemaduka)等在本文撰写过程中提出的宝贵修改建
议。
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探索新药创制国际化产学研合作机制 我国治疗艾滋病
新药研发步入快车道
从科学家实验室的发现到老百姓能够用上新药有多远的路要走？如何为自主知识产权新药研发提速？ 20 07 年 4 月 1 5 日，上海靶
点药物有限公司与澳大利亚艾维克( Av e x a )公司将联手推进防治艾滋病候选新药“尼非韦罗”的后续研发的国际合作协议在沪签署，
标志着我国侵入抑制剂类艾滋病治疗药物的研发步入国际化产学研合作的快车道。
目前临床广泛使用的抗艾滋病病毒感染药物作用于病毒侵入人体细胞后的生活过程，使得艾滋病晚期包括死亡在内的并发症减少
和病人存活时间延长，但也存在一些不足，如抗艾滋病药物生物利用度较低，有明显的毒副作用，具有广泛的耐药性问题，且单
独使用效果不明显，需与其他抗艾滋病药物联合使用，成本非常昂贵等。过去几年来，科学家们又针对艾滋病病毒侵入人体细胞这
个起始环节研发新药，这是一个新的重要方向，竞争十分激烈，目前国际上已有一种药物完成了三期临床研究，即将上市。
我国科学家也跻身激烈的国际竞争，对这类起始点上的抗艾滋病药物不遗余力地探寻，2 0 0 0 年起，中国科学院上海生命科学研
究院生物化学与细胞生物学研究所裴钢院士与中国科学院上海有机化学研究所马大为研究员全力合作，发挥生物学与化学相结合的学科
交叉优势，共同开展了针对艾滋病病毒入侵人体细胞环节的药物设计与筛选，历时 3 年终于发现数个很有潜力的抗艾滋病病毒感染的
候选药物分子，并申请了国际专利。
2003 年 6 月，上海生命科学研究院和上海有机化学研究所以知识资本入股，与上海复旦张江生物医药股份有限公司共同发起组建
了上海靶点药物有限公司，继续推进候选药物分子“尼非韦罗”后续的研发工作。在科技部、上海市科委以及浦东区科技局等多
方政府部门的支持和资助下，公司年轻的团队只用了不到 3 年时间，就将上海市科委重大专项“尼非韦罗”临床前研究工作顺利完
成。2 0 0 7 年 2 月国家食品药品监督管理局批准“尼非韦罗”进入临床研究，人体试验研究即将展开。目前，“尼非韦罗”的国
际专利已经进入了包括美国、日本、欧盟在内的 1 4 个国家和地区。据悉，临床前实验表明，“尼非韦罗”体外抗艾滋病病毒感
染的效果与国际上同类候选药相当。
此次国际合作协议的签署，又使“尼非韦罗”的后续研发迈上了国际化的产学研合作的快车道。协议称，双方将分工协作共同
研发候选药物“尼非韦罗”，我方保有“尼非韦罗”的全部知识产权并分享后续研发中产出的知识产权，负责药物化学和药物筛选
方面的研发工作，以及拥有未来新药在中国(包括港澳台地区)的市场占有权；澳方艾维克(A ve xa )公司承担“尼非韦罗”后续全部的
研发经费，分阶段支付专利转让经费，拥有未来新药在中国以外地区的市场占有权，但其国际市场销售收入的一定比例归我方。
当前，自主创新、建设创新型国家已经成为国家重大发展战略。在基础研究领域我国已经有一批科学家作出国际水平的研究成
果，一流的科学家产出的一流的科研成果，需要有一流的产学研结合的成果转化机制促进科研成果向现实生产力转化，此次国际合
作协议签署，无疑是一次积极的探索，以加速实现科技自主创新的最终价值，服务于创新型国家建设。
　 摘自 http://www.sibcb.ac.cn/
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