Ученые разработали компьютерный алгоритм, который помогает создавать белки, воздействующие на внутримембранные рецепторы. Новый подход позволяет более точно и быстро разрабатывать белки, которые могут впоследствии стать лекарствами. Исследование опубликовано в журнале Nature Chemical Biology.
Доставка лекарств внутрь мембраны клетки уже давно стала важной целью биомедицины, поскольку многие белки в клетках, особенно рецепторные белки, имеют функционально важные домены внутри мембраны. Однако на внутримембранные мишени не так просто подействовать. Клеточные мембраны обычно состоят из двух слоев плотно расположенных липидных молекул, которые обладают водоотталкивающими свойствами. Это делает внутримембранное пространство гораздо более сложной мишенью для разработчиков лекарств по сравнению с поверхностными зонами мембраны или внутренней часть клеток. Известно очень мало лекарств, эффективно воздействующих на пространство внутри мембраны. И даже они подбирались в результате слепого скрининга больших библиотек соединений или в результате точной имитации белков, которые взаимодействуют с белками-партнерами внутри мембраны. Поиск таких соединений до настоящего момента был сложным, а найденные молекулы не всегда отвечали поставленным запросам.
Сейчас ученые создали уникальный компьютерный подход для разработки новых белков. Эти белки нацелены на внутримембранную область рецептора эритропоэтина, который контролирует выработку эритроцитов. В дополнение к этим новым молекулам, нацеленным на рецепторы эритропоэтина, исследование выявило общий вычислительный процесс, или «рабочий процесс», для оптимизации процесса создания белков, нацеленных на внутримембранные мишени.
«Раньше процесс создания белков в основном включал в себя двух человек в темной комнате, которые смотрели на экран компьютера и говорили: "Да, я думаю, эта молекула выглядит лучше, чем другая". Теперь мы автоматизировали большую часть процесса проектирования молекул и принятия решений на компьютере. Будучи более модульным, гибким и оптимизированным, этот метод становится более доступным для более широкого круга ученых», — рассказал Марко Мравич из Калифорнийского университета.
С помощью программы научная группа уже разработала первые белки, которые связывают мембранную часть рецептора эритропоэтина. Команда показала, что эти белки очень специфично и эффективно блокируют функцию рецептора в отличие от предыдущих подходов. Результаты могут быть интересны исследователям, ищущим новые способы ингибирования рецептора эритропоэтина, который часто аномально активируется опухолевыми клетками для поддержания их роста и выживания.
Исследователи отмечают, что результаты прежде всего представляют собой доказательство принципа нового и более гибкого подхода к внутримембранным целям. В настоящее время исследователи используют свой подход для разработки потенциальных новых внутримембранных методов лечения широкого спектра заболеваний, но в перспективе они ожидают, что вычислительный процесс, который они разработали, ускорит разработку мембранно-направленных лекарств.
Автор: Анна Гуль.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
