Η ερευνητική ομάδα αναπτύσσει καθολική και ακριβή μέθοδο για τον υπολογισμό του τρόπου με τον οποίο αλληλεπιδρούν οι πρωτεΐνες με τα ναρκωτικά

Μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Σαν Ντιέγκο, έχει αναπτύξει μια καθολική και ακριβή μέθοδο για τον υπολογισμό του τρόπου με τον οποίο αλληλεπιδρούν οι πρωτεΐνες με τα ναρκωτικά. Η μέθοδος, που ονομάζεται "Υπολογισμοί ελεύθερης ενέργειας με βάση την άγκυρα" (AFE), θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να σχεδιάσουν νέα φάρμακα που είναι πιο αποτελεσματικά και έχουν λιγότερες παρενέργειες.

Οι πρωτεΐνες είναι μεγάλα μόρια που διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο σε πολλές βιολογικές διεργασίες. Μπορούν να δρουν ως ένζυμα, τα οποία καταλύουν τις χημικές αντιδράσεις. υποδοχείς, οι οποίοι συνδέονται με συγκεκριμένα μόρια και ενεργοποιούν μια κυτταρική απόκριση. και οι μεταφορείς, οι οποίοι μετακινούν μόρια σε κυτταρικές μεμβράνες. Τα φάρμακα συχνά λειτουργούν με τη δέσμευση σε πρωτεΐνες και παρεμβαίνουν στη λειτουργία τους.

Ωστόσο, μπορεί να είναι δύσκολο να προβλεφθεί πώς ένα φάρμακο θα αλληλεπιδράσει με μια πρωτεΐνη. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι πρωτεΐνες είναι σύνθετα μόρια με πολλές διαφορετικές θέσεις δέσμευσης. Η αντοχή της δέσμευσης ενός φαρμάκου σε μια πρωτεΐνη εξαρτάται από τη χημική δομή του φαρμάκου, τη δομή της πρωτεΐνης και το περιβάλλον στο οποίο λαμβάνει χώρα η αλληλεπίδραση.

Η μέθοδος AFE που αναπτύχθηκε από τους ερευνητές του UCSD αντιμετωπίζει αυτήν την πρόκληση χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό υπολογιστικών και πειραματικών τεχνικών. Το υπολογιστικό συστατικό της μεθόδου χρησιμοποιεί προσομοίωση μοριακής δυναμικής για να υπολογίσει την ελεύθερη ενέργεια της δέσμευσης μεταξύ ενός φαρμάκου και μιας πρωτεΐνης. Το πειραματικό συστατικό της μεθόδου χρησιμοποιεί μια τεχνική που ονομάζεται "ανισοτροπία φθορισμού" για τη μέτρηση της συγγένειας δέσμευσης μεταξύ ενός φαρμάκου και μιας πρωτεΐνης.

Η μέθοδος AFE είναι σε θέση να υπολογίσει με ακρίβεια τη συγγένεια δέσμευσης ενός φαρμάκου για μια πρωτεΐνη ακόμη και όταν η πρωτεΐνη είναι ευέλικτη και έχει πολλαπλές θέσεις δέσμευσης. Αυτό καθιστά τη μέθοδο ένα πολύτιμο εργαλείο για την ανακάλυψη φαρμάκων.

"Η μέθοδος μας θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να σχεδιάσουν νέα φάρμακα που είναι πιο αποτελεσματικά και έχουν λιγότερες παρενέργειες", δήλωσε ο Rommie Amaro, καθηγητής χημείας και βιοχημείας στο UCSD και ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης. "Είμαστε ενθουσιασμένοι που βλέπουμε πώς η μέθοδος μας θα χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη νέων θεραπειών για ασθένειες όπως ο καρκίνος, το Alzheimer και ο HIV".

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Methods.