מיפוי חדש של אנזים-מיפוי יכול לסייע בפיתוח תרופות

Mark Plotkin: What the people of the Amazon know that you don’t (יולי 2019).

Anonim

מדענים ב- MIT ובאוניברסיטת סאו פאולו בברזיל זיהו את המבנה של אנזים שיכול להיות מטרה טובה לתרופות נגד שלוש מחלות שכיחות בעולם המתפתח.

האנזים, הידראטאז fumarate (FH) הוא חיוני לתהליכים מטבוליים של טפילים אשר אחראים על התפשטות של שלוש מחלות: Leishmaniases, Chagas המחלה, ואת מחלת השינה. לפיכך, הבנת מבנה האנזים יכולה לסייע לחוקרים להבין כיצד לעכב אנזימים של FH, ובכך לספק טיפולים רפואיים חדשים.

"אנזים זה הוא קריטי מאוד עבור חילוף החומרים של אורגניזמים כמו הגדולות לישמניה", אומרת קתרין Drennan, פרופסור MIT אשר במעבדה אירחה את המחקר. "אם תפיל אותו, האורגניזם צריך להיות מת".

Leishmaniases הם קבוצה של מחלות שונות בין כיבים קשים עור כדי debilitation של איברים פנימיים, והם נוכחים באסיה, אפריקה, אמריקה, ודרום אירופה. Chagas המחלה, הממוקמת בעיקר באמריקה הלטינית, גורם סיבוכים לבביים ומעיים, והוא יכול להוביל לאי ספיקת לב. מחלת השינה משפיעה על בני אדם ועל בעלי חיים אחרים, והיא מחלה קטלנית לעיתים קרובות מרוכזת באפריקה.

המחקר של FH החל באוניברסיטת סאו פאולו, שם החוקרים Patricia R. Feliciano ו מ 'כריסטינה Nonato עשה התקדמות חשובה בלימוד FH לישמניה הגדולות. לאחר מכן עבר פליסיאנו ל- MIT כדי להשלים את הניתוח של מבנה האנזים עם Drennan, פרופסור לכימיה וביולוגיה וחוקר במכון הרפואי של הווארד יוז.

"הדבר המרגש לגבי זה הוא לחשוב כי העבודה שלי יכולה לעזור לאנשים שיש להם את המחלות האלה", אומר Feliciano.

העיתון "מבנה גבישי של אנזים הידראטאז המכיל אשכול של פחמימות, ממרכז לישמניה מגלה קפל חלבונים ייחודי", מתפרסם היום בהליכים של האקדמיה הלאומית למדעים (PNAS). המחברים הם פליסיאנו, Drennan, ו Nonato.

ראשון בכיתה

אנזימים של Fumarate hydratease נופלים לשני סוגים, דרגה I ו- II. המחקר הנוכחי מייצג את הפעם הראשונה שבה מחלקה אני fumarate hydratease האנזים כבר ממופה.

באופן משמעותי, האנזים העיקרי של Lishmania יש ארכיטקטורה של חלבון - הוא דומה במעורפל לב אנושי במראה - זה שונה ממבנה של hydratase fomurate האדם.

"כשהסתכלנו על המבנה בפעם הראשונה, זה היה כמו 'וואו, זה שונה לחלוטין מהאנזים FH האנושי'", אומר פליצ'אנו.

"העובדה כי זהו קפל חדש מוסיף לרעיון כי זהו יעד סמים טוב", מוסיף Drennan. "יש לה פוטנציאל רב".

הנה הסיבה לכך: המבנה הייחודי של מחלקה I FH מאפשר לתרופות לכוון את טפיל הטפיל של האנזים לבדו, תוך השארת שלם האנזימים שווים מבחינה תפקודית כי בני אדם להשתמש.

"זה אנזים שעושה בדיוק את אותו הדבר, אבל זה אנזים אחר לגמרי", מסביר דרנאן. "זה מה שעושה את היעד המרגש הזה".

ברזיל

הממצאים נובעים מהעבודה שפליסיאנו החלה לעשות לפני תשע שנים בברזיל במעבדה של נונאטו, אך לא היתה מסוגלת להשלים באותה תקופה, בין היתר בגלל קשיים בהפעלת הציוד הנכון.

בשנת 2012 פליסיאנו הגיע ל- MIT, שם מעבדה Drennan יש כלים המאפשרים לחוקרים ליצור גבישים של חלבונים בתנאים אנאירוביים (ללא חמצן). לאחר שיצרו גביש של האנזים המרכזי של לישמניה, עדיין נדרשו לפליסנו כמה חודשים כדי למפות את מבנה האנזים, חלקית בגלל המורכבות שלו, היא מציינת.

Drennan מדגיש את ההיבטים המשלימים של הסדר המחקר, עם בעיית המחקר מזוהה ועבודת הקרקע חשובה הושלמה בברזיל, בעוד MIT סיפקה את הכלים הנכונים כדי לפתור את מבנה האנזים, ועם התוצאות בתקווה שיש יישום לטווח ארוך באמריקה הלטינית ואפריקה.

"זה שיתוף פעולה מקסים בין שתי הקבוצות לשתי מדינות", אומר דרנאן.

לעניין זה, אומר Drennan, אופי הגלובליזציה אומר מחלות יכול להתפשט ברחבי העולם בזמני זמן קצר יחסית בימים אלה. כלומר, הצורך למצוא תרופות עבור Lishmaniases, מחלת Chagas, ואת מחלת השינה הוא גלובלי פוטנציאלי, יותר מדי.

"אני חושב שזה חשוב לחשוב על בעיות בריאותיות אלה, ועוד אנשים בארה"ב צריכים להיות מודעים למחלות אלה", אומר Drennan. "העולם הולך להיות מקום קטן יותר".

menu
menu