《产业》原子解析度 直击DNA光解(酉每)酵素的修复过程

随着X射线晶体学和冷冻电子显微镜技术的发展，科学家已经可以用原子等级的解析度分析许多酵素和酵素复合体的结构，然而这些方法只能捕捉反应开始或结束的单一瞬间，无法进一步观察反应过程与触发机制。

使用XFEL技术，快速连拍光解(酉每)催化修复DNA损伤过程。本次研究团队利用X射线自由电子雷射(X-ray free electron laser, XFEL)技术，在极短(一百亿分之一到五千分之一秒)的时间内，为DNA光解(酉每)催化过程的多个反应中间体结构拍了18张照片。透过这些照片，可进一步揭示DNA修复化学反应的动态过程，如酵素残基如何促使化学反应、酵素在修复后如何回到基态，以及最终修复的DNA如何恢复其标准结构等过程。

蔡明道院士指出，这项研究促进结构生物学的前端发展，亦开启了酵素学的新时代─可直接以原子解析度观察酵素反应的完整过程。透过XFEL技术，可检视酵素的反应中间体结构的全貌，进而提供后续应用机会，例如新药物开发的潜在新靶点。当这项技术变得更为广泛应用时，将具有无限的应用潜力。

本篇论文共有69位共同作者，分别来自世界各地的17个研究机构。主要领导者是中央研究院的酵素学家蔡明道院士，蔡院士借由台湾蛋白质计划(Taiwan Protein Project of Academia Sinica, TPP)整合国内外技术及顶尖研究人员。

这项研究的经费由本院执行我国政府科技发展计划项下之「台湾蛋白质计划」支应，XFEL研究则在日本SACLA和瑞士SwissFEL进行，是台湾蛋白质计划的重要成果。