Infrarød sensor fungerer som et nyt værktøj til opdagelse af lægemidler

Forskere har fundet en ny metode til at analysere, hvordan aktive midler påvirker et specifikt protein, der er vigtigt for celleoverlevelse. Deres forskning kan hjælpe med hurtigt at udvikle lægemidler med færre bivirkninger.

Effekten af ​​mange lægemidler er baseret på, hvordan de manipulerer metabolismen af ​​celler ved at hæmme aktiviteten af ​​specifikke proteiner. Imidlertid, analyser af et aktivt agens indvirkning på strukturen af ​​dets målprotein har generelt brugt tidskrævende og materialekrævende procedurer.

Et team af forskere støttet af det EU-finansierede K4DD-projekt har indført en alternativ måde at undersøge sådanne interaktioner ved hjælp af en infrarød sensor. Undersøgelsen blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Angewandte Chemie .

Den nye metode giver oplysninger om strukturelle ændringer i målproteiner inden for få minutter og kan hjælpe med at indsnævre typen af ​​strukturændringer, som det fremgår af en pressemeddelelse fra Ruhr Universität Bochum (RUB). "Sensoren er baseret på en krystal, der er gennemtrængelig for infrarødt lys. Proteinet er bundet på overfladen. Infrarøde spektre registreres gennem krystallen, mens overfladen skylles med opløsninger med eller uden aktive midler. "

Heat shock protein

I tidsskriftartiklen sagde forskerne, at undersøgelsen af ​​"protein -ligand -interaktioner er afgørende under tidlige lægemiddelopdagelsesprocesser." For at demonstrere pålideligheden af ​​deres metode, de immobiliserede varmechokproteinet HSP90 på en svækket total reflektanskrystal. "Dette protein er et vigtigt molekylært mål for lægemidler mod flere sygdomme, herunder kræft. Med vores nye tilgang undersøgte vi en ligand-induceret sekundær strukturændring." Teamet analyserede to specifikke bindingsmetoder for 19 lægemiddellignende forbindelser. "Forskellige bindingsmetoder kan føre til forskellig effekt og specificitet af forskellige lægemidler."

RUB's pressemeddelelse refererer til HSP90 som en "foldehjælper, der hjælper nyoprettede proteiner i cellen med at danne den korrekte tredimensionelle struktur." Det tilføjer:"På grund af deres ekstremt aktive stofskifte, tumorceller kræver det meget hurtigt. HSP90-hæmmende aktive midler udgør en tilgang til udvikling af lægemidler, der stopper tumorvækst. "

Pressemeddelelsen bemærker også, at sensoren registrerer ændringer i proteinets spektrale område, der er strukturfølsomt, den såkaldte midtregion. Dette er karakteristisk for et proteins stillads. "Hvis der sker ændringer, det er indlysende, at det aktive middel har ændret proteinets form. "Projektleder Prof. Dr. Klaus Gerwert, forklarer:"Da vores sensor fungerer som et flowsystem, vi kan skylle de aktive midler af målproteinet efter binding og, følgelig, måle, hvordan effekten ændrer sig over tid. "

En parameter, der påvirker lægemidlets effektivitet, er levetiden for komplekset dannet mellem et lægemiddel og dets målprotein, hvis funktion skal ændres. Aktive midler, der er bundet til dette protein i lang tid, kan forblive effektive i en længere periode. Tabletter med sådanne aktive midler skal kun tages en gang om dagen, og de har ofte færre bivirkninger, siger forskerne. I tidsskriftartiklen konkluderer de:"Især når de skaleres op i en automatiseret screeningsplatform, vores metode kunne bruges til at identificere nye lægemiddelkandidater i den tidlige lægemiddelopdagelsesproces. "

Undersøgelsen af ​​den infrarøde sensor blev udført under K4DD (Kinetics for Drug Discovery (K4DD)). Projektet forsøgte at forbedre forståelsen af, hvordan potentielle lægemidler binder sig til deres mål. Det var også rettet mod at udvikle værktøjer til at hjælpe forskere med at afgøre, om en lægemiddelkandidat sandsynligvis vil være sikker og effektiv langt tidligere i udviklingsprocessen.