Odkrycia polskich naukowców pomogą w projektowaniu leków
Zespół naukowców z Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie pod kierownictwem dr. hab. Przemysława Grudnika opracował szczegółową mapę strukturalną ludzkiej syntazy deoksyhipuzyny (DHS) – enzymu odgrywającego ważną rolę w funkcjonowaniu komórek.
Wyniki badań mają duże znaczenie, ponieważ pokazują nowe możliwości wpływania na aktywność tego białka, które jest powiązane m.in. z rozwojem nowotworów, cukrzycą oraz rzadkimi zaburzeniami genetycznymi. Odkrycia te stanowią ważny krok w kierunku bardziej precyzyjnych metod leczenia w przyszłości.
DHS uczestniczy w procesie zwanym hypuzynacją, czyli bardzo specyficznej modyfikacji jednego z białek niezbędnych do prawidłowej produkcji innych białek w komórce. Proces ten umożliwia sprawne działanie rybosomów, które odpowiadają za syntezę białek, szczególnie tych o bardziej złożonej budowie. Zaburzenia aktywności enzymu mogą mieć poważne konsekwencje. Jego nadmierne działanie obserwuje się w niektórych komórkach nowotworowych, natomiast jego niedobór wiąże się z rzadkimi zaburzeniami neurorozwojowymi. Z tego powodu zarówno hamowanie, jak i wzmacnianie działania DHS jest rozważane jako potencjalna strategia terapeutyczna.
Aby lepiej zrozumieć sposób działania enzymu, badacze zastosowali nowoczesną metodę tzw. screeningu fragmentów, polegającą na analizie oddziaływania setek małych cząsteczek z powierzchnią białka. Dzięki wykorzystaniu zaawansowanej krystalografii możliwe było dokładne zobaczenie, gdzie i w jaki sposób cząsteczki wiążą się z enzymem oraz jakie zmiany strukturalne temu towarzyszą. Pozwoliło to odkryć nie tylko główne miejsce aktywne enzymu, lecz także liczne obszary regulacyjne, które wcześniej pozostawały nieznane.
Dalsze prace nad lekami ukierunkowanymi
W trakcie badań zidentyfikowano dziesiątki nowych miejsc wiązania oraz cząsteczki zdolne do wpływania na aktywność DHS. Jednym z ważniejszych odkryć było wykazanie, że enzym jest bardziej elastyczny strukturalnie, niż wcześniej przypuszczano. Oznacza to, że jego działanie można potencjalnie regulować na różne sposoby, a nie wyłącznie poprzez bezpośrednie blokowanie centrum aktywnego. Taka wiedza znacząco zwiększa możliwości projektowania leków działających precyzyjniej i z mniejszym ryzykiem działań niepożądanych.
Znaczenie tych badań wykracza poza sam opis struktury jednego enzymu. Opracowana mapa DHS tworzy podstawę do dalszych prac nad lekami ukierunkowanymi na konkretne mechanizmy komórkowe. W praktyce może to w przyszłości przełożyć się na bardziej dopasowane terapie w chorobach, w których kluczową rolę odgrywa zaburzona produkcja białek. Jednocześnie badania pokazują, jak połączenie biologii strukturalnej z nowoczesnymi metodami analizy molekularnej pozwala odkrywać wcześniej niewidoczne mechanizmy regulujące funkcjonowanie komórki, otwierając nowe kierunki zarówno dla nauki podstawowej, jak i medycyny stosowanej.
Źródło: Uniwersytet Jagielloński w Krakowie
Czytaj też: Przełącznik terapii genowej może zapewnić ulgę w bólu bez uzależnienia
Grafika tytułowa: Myriam Zilles / Unsplash
