Новое исследование, проведенное химиками из Университета Арканзаса показывает, что рентгеновская кристаллография, стандартный метод для определения структуры белков, могут предоставить недостоверные сведения о критический набор белков — тем, которые содержатся в мембранах клеток-что, в свою очередь, может привести к плохому и неэффективных лекарств.
Выводы исследователей были опубликованы сегодня в научные доклады, публикации природой.
«Две трети всех лекарств, включая те, которые используются для химиотерапии, целевых белков на поверхности клеточной мембраны», — сказал Махмуд Моради, доцент кафедры химии и biochemstry в Дж Уильям Фулбрайт колледж искусств и наук. «К сожалению, рентгеновская кристаллография, золотой стандарт для определения структуры белков, имеет много ограничений при работе с теми, кто нашел в клеточную мембрану. Наша работа предоставляет, а во многом объясняет эти ограничения.»
Рассмотрел молекулы лошадка клетки, белки несут ответственность за почти все задачи в живых системах. Некоторые белки живут внутри клеток, а некоторые находятся на мембране клеток, внешний слой липидов, которая отделяет клетку от внешней среды. Мембранные белки являются критически важными, поскольку они регулируют обмен информацией и материалами между клеткой и окружающей ее средой, важнейшей задачей для выживания и нормального функционирования клеток, потому что любое нарушение в функции белка могут привести к болезни.
Изучение функции белка необходимо для понимания молекулярных основ заболевания. Для этого исследователи опирались на рентгеновской кристаллографии, основной инструмент для определения формы и структуры белков. Рентгеновская кристаллография также имеет важное значение для разработки препаратов, которые эффективно манипулировать функции белков. Однако, исследование структуры мембранных белков сложно, поскольку их родная среда не совместима с рентгеновской кристаллографии. Исследователи должны удалить белки из родной среды и поместить их в искусственную липидную среду перед нанесением технику.
Моради и Томас Harkey — студент в то время и сейчас студент-медик на Университете Арканзас для медицинских наук — решать эту проблему с другого ракурса. Примерно два года, они использовали суперкомпьютер в высокой производительности Арканзас вычислительный центр, чтобы работать непрерывно, микросекунду уровня вычислений, моделирования молекулярной динамики YidC2, мембранный белок с кристаллографически нерешенными петли цитоплазмы в своей молекулярной структуре. Цитоплазматических петлях, как известно, имеют функциональное значение белков в мембраны.
Моради и моделирования Harkey показано, что петли цитоплазматической YidC2 стабилизировался весь белок, особенно в области С1, потенциально важной областью для разработки лекарственных препаратов. Сильно полярных или заряженных липидов headgroups взаимодействовали с и стабилизировать цикл. Эта находка показала, что нерешенные петли мембранных белков может иметь важное значение для стабилизации белков, несмотря на явное отсутствие молекулярной структуры.
«Как правило, если часть белка не будет решен в рентгеновской кристаллографии, он интерпретируется как отсутствие определенной структуры», — сказал Моради. «Мы показываем, что для мембранных белков и, в частности, части белков, которые взаимодействуют с клеточной мембраной, эта трактовка не точна и может ввести в заблуждение. Мы считаем, что альтернативное объяснение для расстройства может быть то, что белка не учился в своей родной среде мембраны».
Саид Моради их результаты также показали, что вычислительная химия и суперкомпьютерных технологий может быть использована для более точного моделирования мембранных белков в среде, которая имитирует своей физиологической окружающей среде.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!