藥物通過國際空間站的航天器對接附著在我們體內(nèi)的蛋白質(zhì)上。對這一過程的詳細(xì)描述可以揭示很多關(guān)于藥物是如何工作的，以及新藥應(yīng)該采取什么形式。
西弗吉尼亞大學(xué)的研究人員繪制了一種存在于我們細(xì)胞中的蛋白質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)，并首次確定了藥物是如何鎖定在其上的。研究結(jié)果發(fā)表在自然研究雜志《自然化學(xué)》上。
這項(xiàng)研究由西弗吉尼亞州的臨床和轉(zhuǎn)化科學(xué)研究所資助，以一種叫做有絲分裂原的蛋白質(zhì)為中心。有絲分裂原生活在我們線粒體的外膜上，它就像一種能量植物，可以激活我們的細(xì)胞。
藥學(xué)院和醫(yī)學(xué)院副教授Werner Geldenhuys說：“MitoNEET是一種基于代謝性疾病的新治療靶點(diǎn)，可能導(dǎo)致阿爾茨海默病和中風(fēng)的緩解治療。他和他的同事——包括西弗吉尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院助理教授艾倫羅巴特、醫(yī)學(xué)院專業(yè)課助理院長、馬歇爾大學(xué)藥學(xué)院副教授蒂莫西龍——完成了這個(gè)項(xiàng)目。
“這種蛋白質(zhì)與許多非常棘手的疾病有關(guān)：糖尿病、中風(fēng)和心臟病，”羅巴特說?！拔覀儗?shí)際上并不知道這種蛋白質(zhì)的作用，但它停留在細(xì)胞的發(fā)電站附近，所有這些疾病都有能量流動(dòng)的主題?！?
為了探索有絲分裂原在我們能量過程中的作用，研究人員從細(xì)菌過表達(dá)和動(dòng)物模型中分離出有絲分裂原。然后，他們合成了11種類似速尿的分子，速尿是一種常見的利尿劑，以LASIX品牌出售，并將米托尼暴露給他們。
分子與有絲分裂原結(jié)合后，研究人員建立了成對原子的原子圖。他們遠(yuǎn)程控制阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)光子源——用超高亮度高能X射線轟擊樣品——并準(zhǔn)確揭示了分子是如何聚集在一起的。
研究小組發(fā)現(xiàn)，這些分子被對接成一團(tuán)鐵和硫原子，形成蛋白質(zhì)的一部分。參加研究學(xué)徒計(jì)劃的本科生raisanuez收集了初步的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。羅巴特說：“這突出表明，重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)可以發(fā)生在任何專業(yè)水平上。
霍蘭德說：“這些發(fā)現(xiàn)非常重要，因?yàn)樗鼈兪刮覀兡軌蚶^續(xù)了解線粒體和生物能在許多疾病狀態(tài)中的作用。"通過靶向治療調(diào)節(jié)線粒體功能可能是藥物發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵途徑."
了解有絲分裂原的細(xì)胞功能可以通過改變蛋白質(zhì)的活性來提高藥物的性能。例如，在藥物的分子結(jié)構(gòu)中添加額外的氧基團(tuán)可以顯著加強(qiáng)與有絲分裂原的結(jié)合，并消除與其他細(xì)胞蛋白質(zhì)的意外結(jié)合。
服用這種藥物的患者可能會有什么結(jié)果？癥狀得到更好的緩解。
醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)系系主任邁克爾夏勒(Michael Schaller)說：“這個(gè)項(xiàng)目的成功確實(shí)表明，這種被認(rèn)為是基礎(chǔ)科學(xué)的方法如何能夠?yàn)榕R床問題提供相當(dāng)大的洞察力?！斑@也顯示了解決問題的能力，因?yàn)閳F(tuán)隊(duì)由具有不同專業(yè)知識的成員組成。”
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