Новый метод основан на принципе ингибирования ферментов. Бесчисленные фармацевтические препараты, от антибиотиков до химиотерапевтических препаратов, работают, блокируя действие ферментов, и поиск новых веществ, ингибирующих ферменты, остается основным направлением разработки лекарств.
В статье, опубликованной в Nature Communications, команда МакГилла во главе с профессорами химии Николасом Мойтессье и Энтони Миттермайером демонстрирует использование изотермической калориметрии титрования (ITC) для измерения тепла, выделяемого активностью фермента, и тем самым скорости, с которой вещества-ингибиторы блокируют это деятельность.
«Одно из ключевых различий между ITC и другими методами заключается в том, что ITC измеряет скорость реакции напрямую, — поясняет Миттермайер.
Существующие методы измерения активности ферментов рассматривают эту активность косвенно, измеряя изменения концентрации, вызванные ферментативным катализом, как функцию времени.
Эти измерения часто зависят от специальных реагентов, которые меняют цвет или флуоресценцию под действием фермента, и требуют разработки уникального теста для каждого изучаемого фермента.
Поскольку ITC измеряет производство тепла — почти универсальную особенность химических реакций, — его можно применить практически к любому ферменту.
«ITC максимально близок к универсальному ферментному тесту», — говорит Миттермайер.
В дополнение к своей универсальности метод ITC дает прямое считывание активности фермента, поскольку он определяет тепловой поток в режиме реального времени.
Предоставляя прямое окно на реакцию, ITC предлагает исследователям лучшее понимание механизмов, с помощью которых происходит ингибирование ферментов. Обычно очень сложно, а иногда и практически невозможно получить эту информацию с помощью обычных анализов.
Природа ITC в реальном времени особенно перспективна для исследователей, изучающих ковалентные ингибиторы. Эти прочно связывающие молекулы обладают потенциалом в качестве лекарств длительного действия, но ранее не использовались при разработке лекарств из-за опасений по поводу токсичности.
Взгляд ITC на взаимосвязь между молекулярной структурой ингибитора и тем, как он реагирует со своей мишенью, поддержит возобновление интереса к ковалентным ингибиторам и облегчит работу по их разработке в лекарствах, которые являются одновременно высокоэффективными и безопасными.