說到蛋白質(zhì)的重要性，可以用一句話來概括——它是一切生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)是構(gòu)成、更新、修補(bǔ)組織和細(xì)胞的重要成分，它參與新陳代謝以及生理功能的調(diào)控，保證機(jī)體的生長、發(fā)育、繁殖、遺傳并供給能量。沒有蛋白質(zhì)就沒有生命，它是與生命及各種形式的生命活動緊密聯(lián)系在一起的物質(zhì)。長期以來，蛋白質(zhì)研究一直是我國中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃的重大科學(xué)研究計劃之一，這一領(lǐng)域集聚著國內(nèi)外眾多知名的專家學(xué)者，賈宗超教授就是其中之一。

                                                                                            賈宗超教授

賈宗超有著很多身份：加拿大結(jié)構(gòu)生物學(xué)首席科學(xué)家、北師大長江學(xué)者講座教授等；他從事了多年的結(jié)構(gòu)生物學(xué)相關(guān)研究工作，在蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)的研究方面有著很高的學(xué)術(shù)造詣。說起他的學(xué)術(shù)成果，就不得不提ANK縮氨酸能增強(qiáng)抗乳腺癌藥物藥效的發(fā)現(xiàn)。

賈宗超說，其實這個發(fā)現(xiàn)挺意外的。那么，它究竟有多“意外”呢？通常情況下，一些特定蛋白質(zhì)在癌癥的不同階段會有較高或較低的表達(dá)量。四五年前，賈宗超團(tuán)隊開始尋找乳腺癌相關(guān)靶點，他們希望找到乳腺癌中高表達(dá)量的蛋白，然后解析其三維結(jié)構(gòu)，了解其功能特點。在實驗過程中，其中的一個高表達(dá)量蛋白質(zhì)與另一個蛋白質(zhì)發(fā)生相互作用，并成為一個復(fù)合體，這一意外發(fā)現(xiàn)引起了賈宗超的注意。“當(dāng)時從理論上來說，如果我們能夠找到一種有效的方法阻止復(fù)合體的產(chǎn)生，就會對此高表達(dá)量蛋白質(zhì)的作用過程產(chǎn)生一定影響。”賈宗超說，受此啟發(fā)，他們設(shè)計了一個含32個氨基酸的多肽（ANK），并將其放入癌細(xì)胞中，最終結(jié)果同設(shè)想的一樣，該多肽對癌細(xì)胞的生長過程產(chǎn)生了一定的抑制作用。

“盡管抑制作用不是很明顯，但如果將這個多肽與市場上幾種常用的抗乳腺癌藥物混合使用，則能使藥效增加2～3倍。”賈宗超說，“這樣一來意義就重大了。眾所周知，抗癌藥物多少都會對人體正常細(xì)胞產(chǎn)生傷害作用，如果能在保持藥效的情況下減少藥量，這對保護(hù)正常細(xì)胞減少副作用有很大好處，而我們的發(fā)現(xiàn)正好解決了這一問題。”

據(jù)賈宗超透露，目前ANK縮氨酸已經(jīng)申請到了一項美國專利，不過現(xiàn)在的研究還處于早期階段，其結(jié)果僅限于實驗室實驗。團(tuán)隊下一步將會進(jìn)行實驗室老鼠實驗，如果成功，還會開展人體相關(guān)測試，但這個過程可能會比較漫長。因為人體有一種特殊的碎剪功能，能夠?qū)⒆陨聿幌胍牡鞍谆蚨嚯募羲?，所以在進(jìn)行人體測試之前，研究人員必須先解決多肽的保護(hù)問題。

雙功能激酶/磷酸酶的發(fā)現(xiàn)是賈宗超的又一代表作。2002年，加拿大發(fā)生一起嚴(yán)重的水污染事故，由于飲用水被大腸桿菌污染，造成7人死亡，多人生病。此次事故的發(fā)生，引發(fā)了學(xué)界的思考，很多科學(xué)家設(shè)想是否可以采用環(huán)保的生物學(xué)手段提高飲用水安全。而賈宗超團(tuán)隊在了解細(xì)菌是如何在水中生存的原理后，深入研究了能夠控制細(xì)菌產(chǎn)生的雙功能酶，為提高飲用水安全打開了一個新思路。該研究成果發(fā)布在Nature雜志上。

很早之前，科學(xué)家們就知道部分微生物能在低營養(yǎng)的環(huán)境中生存，因為這些微生物的生理代謝中有一種特有機(jī)制，能從利用葡萄糖作為碳源營養(yǎng)素切換到利用醋酸鹽作為碳源營養(yǎng)素。這是由一個叫AceK的雙功能酶所調(diào)控的，它能作為一種開關(guān)，幫助某些細(xì)菌，如大腸桿菌、沙門氏菌獲得自身合成的營養(yǎng)素，使其在低營養(yǎng)環(huán)境中生存。

賈宗超說：“雙功能酶具有‘雙重性格’，既能幫助蛋白質(zhì)分子與其他有機(jī)物結(jié)合，生成維持細(xì)菌生存的營養(yǎng)環(huán)境，也能將復(fù)合物再次分解，破壞細(xì)菌的營養(yǎng)供給過程。該發(fā)現(xiàn)為有效阻止蛋白質(zhì)分子與其他有機(jī)物結(jié)合，切斷細(xì)菌營養(yǎng)來源提供了很好的思路。一旦細(xì)菌的營養(yǎng)源被破壞，它們在水中的生存能力就隨之減弱，具有一定的殺菌效果。”目前研究團(tuán)隊還沒有得到精確數(shù)據(jù)來顯示殺菌效果，不過我們可以想象，如果能夠研發(fā)出控制雙功能酶“開關(guān)”的物質(zhì)，比如一種特質(zhì)化學(xué)藥物，將其滴入水中，勢必會給飲用水殺菌帶來極大幫助。

賈宗超認(rèn)為，此次能夠取得突破，除了一定的機(jī)遇之外，很大程度上得益于其學(xué)生鄭積敏（現(xiàn)北京師范大學(xué)教授）的堅持。“早在20世紀(jì)80年代初，雙功能酶就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，但由于其結(jié)構(gòu)得不到解析，很多實驗都無法繼續(xù)。”賈宗超介紹，“解析雙功能酶是一個很大的挑戰(zhàn)，這項工作既艱難又復(fù)雜。當(dāng)時鄭積敏提出這個建議時，我沒有抱太大希望，但經(jīng)過他的堅持，我們終于取得了勝利。”盡管目前雙功能酶用于飲用水殺菌的研究還只是停留在實驗室階段，但就像賈宗超所說的那樣，希望這一觀點的提出，能夠為飲用水殺菌提供一個全新的角度和思考。

在賈宗超的研究生涯中，有一個成果具有重大意義——細(xì)菌酪氨酸激酶的發(fā)現(xiàn)。“酪氨酸激酶是高等生物體中一個普遍的激酶，但此次卻是在細(xì)菌里發(fā)現(xiàn)的第一個酪氨酸激酶。”賈宗超說，“我們的成功讓人們首次觀察到了這個獨特激酶的結(jié)構(gòu)，這是一個具有里程碑意義的發(fā)現(xiàn)，因為從結(jié)構(gòu)顯示上來看，在細(xì)菌中激酶的晶體結(jié)構(gòu)與高等生物體內(nèi)的完全不同。”

激酶是一類負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)或控制蛋白質(zhì)功能的酶，主要控制信號的“開”和“關(guān)”。在這種特殊蛋白的末端添加適量的磷酸基，它就能行使特定功能。細(xì)菌的激酶以同樣的策略來調(diào)節(jié)其保護(hù)性莢膜的裝配，細(xì)菌對抗生素產(chǎn)生抗性與該保護(hù)性莢膜有著密切關(guān)系。“如果我們找到一個小分子化合物，將正常的酪氨酸激酶擾亂，使該莢膜的形成有所欠缺，很可能細(xì)菌對抗生素的抗藥性就會減弱。”賈宗超表示，目前該方面的研究仍處于實驗室階段，團(tuán)隊實驗了敲除酪氨酸激酶基因的菌株，在此基礎(chǔ)上使用抗生素，細(xì)菌的生長就會受到很大抑制。“這一發(fā)現(xiàn)將有利于開發(fā)更有效的抗生素，為今后抗生素的發(fā)展和研究提供全新的靶點和思考角度。”

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究對全面了解生命功能有著非常重要的作用，目前在一些技術(shù)性要求強(qiáng)、重復(fù)性要求高的研究上，國內(nèi)外水平相當(dāng)，但我國原始創(chuàng)新能力仍然與國外有一定差距。賈宗超認(rèn)為，交流對突破思維禁錮、萌發(fā)創(chuàng)新思想很重要。他說：“國外非常注重科技交流，很多科學(xué)家很樂意將研究結(jié)果拿出來和同行或其他領(lǐng)域的學(xué)者交流，因為很多研究靈感正是來自于相互之間的觀點碰撞。但國內(nèi)這種現(xiàn)象卻很少見，很多人還沒有認(rèn)識到交流的重要性。”

在賈宗超看來，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究一定要和功能分析結(jié)合起來，因為結(jié)構(gòu)有助于我們理解功能，反之，功能也能加深我們對結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。他說：“這兩方面的結(jié)合，非常有利于蛋白質(zhì)的創(chuàng)新研究。創(chuàng)新不是僅靠想出來的，需要腳踏實地地去做，這一點在蛋白質(zhì)研究上尤其明顯。我們開始一項研究之前，其實并不總是清楚這其中有什么創(chuàng)新點，很多重大發(fā)現(xiàn)都是在按部就班的工作中積累出來的。”

談到未來的計劃，賈宗超的回答顯得相當(dāng)隨性。他說：“做我們這一行想太遠(yuǎn)或太好都沒有太大意義，因為有些很好的想法不一定最后能做成功，失敗的幾率非常大。所以腳踏實地做好當(dāng)前的工作更有意義。比較大的計劃主要是想深層研究具有重大生物醫(yī)學(xué)意義的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能，深入了解它們的功能，希望可以為今后生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等學(xué)科的發(fā)展提供一些有意義的幫助。”