Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Биомолтекст2020
  • vsh25
  • Vitacoin

От рака и аутоиммунных заболеваний

Молекулярный дизайн помог в создании прототипа персонализированного лекарства из яда скорпиона

Пресс-служба РНФ

Российские ученые при участии коллег из Бельгии искусственно изменили специфичность одного из компонентов яда скорпиона, способного блокировать калиевые каналы.

MeKT1.jpg

Пестрый скорпион Mesobuthus eupeus.

Получившееся вещество, в отличие от природного, взаимодействует преимущественно с каналами, которые отвечают за развитие аутоиммунных заболеваний и рака. Разработка является прототипом персонализированного лекарства. Работа выполнена при поддержке гранта Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ). Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Pharmacology (Gigolaev et al., Tuning Scorpion Toxin Selectivity: Switching From KV1.1 to KV1.3).

MeKT2.jpeg

Полученная на компьютере модель комплекса калиевого канала и модифицированного блокатора из яда скорпиона Mesobuthus eupeus в клеточной мембране. Источник: Gigolaev et al.

Калиевые каналы – «ворота» для ионов калия в клеточной мембране – жизненно важны для любой клетки. Они участвуют почти во всех клеточных процессах: проведении нервных импульсов, делении клеток и их взаимодействии друг с другом, а также иммунном ответе. При этом в различных тканях организма встречаются разные виды (изоформы) калиевых каналов, которые помогают клетке правильно функционировать.

Активность калиевых каналов можно остановить специальными веществами, или блокирующими лигандами, из-за чего клетки теряют свои функции или работают неправильно. Этим пользуются ядовитые организмы, чтобы защитить себя или обездвижить добычу, однако, их яды можно использовать и как лекарства. Так, они могут защитить от аутоиммунных заболеваний – предотвратить атаку иммунных клеток на здоровые клетки человека – или замедлить распространение и рост опухолей.

«Наша глобальная цель – понять, как устроены участки взаимодействия пептидных лигандов и калиевых каналов, – комментирует Алексей Кузьменков, руководитель проекта по гранту РНФ, доктор химических наук, научный сотрудник лаборатории молекулярных инструментов для нейробиологии Института биоорганической химии имени М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова (ИБХ) РАН. – Это поможет найти ключ к созданию препаратов нового поколения для персонализированной медицины».

В своей работе ученые из ИБХ РАН (Москва, Россия) и Университета Левена (Бельгия) изучили блокаторы особой изоформы калиевого канала (Kv1.3), которая участвует в аутоиммунных процессах, а также необходима для роста злокачественных опухолей. В качестве «молекулярного каркаса» для создания специфичного блокатора был выбран один из компонентов яда пестрого скорпиона Mesobuthus eupeus (MeKTx13-3). Эта молекула представляет собой свернутую цепочку из нескольких аминокислот, или полипептид, способный закупоривать калиевые каналы как пробка.

Сначала авторы моделировали взаимодействие блокатора с каналами на компьютере. Оказалось, что в молекуле полипептида можно заменить некоторые аминокислоты, чтобы блокатор потерял способность связываться с другими изоформами калиевых каналов, за исключением выбранного Kv1.3. Далее ученые получили измененный полипептид в системе синтеза на основе кишечной палочки и изучили его способность блокировать калиевый ток через мембрану. Как и предсказывалось компьютерным моделированием, новое производное показало стократное увеличение специфичности к Kv1.3 по сравнению с природным аналогом.

«Мы разработали новый подход дизайна полипептидных лигандов на основе компьютерных расчетов. В статье мы как раз проводим такой дизайн и «превращаем» молекулу, которая изначально действовала лучше на Kv1.1, в Kv1.3-селективный лиганд», – поясняет Алексей Кузьменков.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


Читать статьи по темам:

синтетическая биология разработка препаратов рецепторы токсины Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Пептиды вместо антител

Специалисты из MIT применили компьютерное моделирование для разработки пептида, который уничтожает коронавирус.

читать

Ложь во спасение

Новый препарат обманывает иммунную систему, заставляя ее воспринимать раковые клетки как пораженные вирусом и уничтожать их.

читать

Ксенопротеины

Химики нашли способ синтезировать миллионы белков, не встречающихся в природе. На их основе будут разрабатываться противовирусные лекарства.

читать

Вакцина из пробирки

Группа американских исследователей сообщила о способе получения вне живой клетки ключевого компонента вакцины, предотвращающей заражение хламидией.

читать

Гибридные антитела против ВИЧ

Исследователи Университета Дьюка и Исследовательского института Скриппс надеются, что антитела широкого спектра действия могут помочь в создании вакцины, защищающей от ВИЧ.

читать