Большинство фармацевтических препаратов связываются с небольшим участком больших белков, на которые они нацелены, в результате чего белок изменяет форму и, следовательно, его активность.
Чтобы найти лекарства, которые действуют конкретно против белка, но не связываются с другими подобными белками и, таким образом, вызывают побочные эффекты, важно подробно понимать этот сайт связывания.
Многие современные методы могут предоставить только частичную информацию, детально описывая, какие части самого лекарства важны, а в некоторых случаях — общую структуру белка.
Исследователи из Университета Восточной Англии разработали новый подход, который может раскрыть другую сторону головоломки — какие части белка взаимодействуют с лекарством. Он адаптирует метод, известный как спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) на основе лигандов, чтобы выявить, какие аминокислоты в белке участвуют в связывании с лекарством.
Они смогли сделать это, проверив лекарство и не маркируя белок, как это требуется в некоторых других методах.
«Создание новых лекарств немного похоже на поиск подходящего фрагмента, который вписывается в мозаику», — сказал доктор Хесус Ангуло, старший преподаватель фармацевтической школы Университета Восточной Англии, руководивший исследованием. "Не только форма, но и графическое содержание произведения должно соответствовать окружающему изображению.
«Наш новый подход позволяет нам теперь найти точную часть, которая соответствует дополнительной форме и графическому содержанию в сайте связывания белка."
Новый метод ЯМР, который называется DEEP-STD ЯМР, описан в журнале Angewandte Chemie.
Он основан на существующем методе ЯМР, используемом для изучения взаимодействий между лекарственными средствами и белками, который называется STD-ЯМР. Это работает путем возбуждения всех аминокислот в белке путем их облучения.
Затем можно посмотреть, где это возбужденное состояние передается на химические участки на лекарстве, когда оно связывается с ним. Этот подход аналогичен покрытию белка краской и последующему прижатию лекарственного средства к нему, чтобы увидеть, какие части окрашиваются.
Но доктор Ангуло и его коллеги, работа которых финансировалась BBSRC, обнаружили, что можно облучать белок с разной частотой, чтобы возбуждать разные типы аминокислот.
Это позволило им определить, какие аминокислоты в сайте связывания белка находятся в непосредственном контакте с лекарством, по оставленным ими «пятнам».
Это означает, что им нужно только посмотреть на лекарство, чтобы выработать важные части белка, на которые нацелено действие.
Они смогли получить дополнительную информацию об задействованных аминокислотах, используя комбинацию оксида дейтерия или тяжелой воды и обычной воды в качестве растворителя.
Команда, в которую вошли исследователи из Института Квадрам в Норвиче, продемонстрировала свой метод на двух хорошо изученных белках — ферменте, называемом внутримолекулярной транс-сиалидазой, который вырабатывается бактерией, обнаруженной в кишечнике человека, и субъединицей холеры. Токсин.
Доктор Ангуло сказал: «Наш новый метод дает исследователям мощный инструмент для косвенного понимания архитектуры кармана связывания белка.
"Это позволит им определить, каковы наилучшие химические требования к лекарству для специфического взаимодействия с данным рецептором белка. Это может привести к появлению более сильных и более селективных кандидатов в лекарства, в то время как для достижения желаемого эффекта потребуются меньшие количества."