Peptydowe klocki Lego dla nowoczesnych leków
-
Nadrzędna kategoria: Wiadomości Naukowe
Efraimstochter/www.pixabay.com
Rusztowania zbudowane z przypominających klocki Lego peptydów przygotowuje zespół dr hab. Agnieszki Szumnej złożony z naukowców z Instytutu Chemii Organicznej i Instytutu Chemii Bioorganicznej Polskiej Akademii Nauk. Na takim szkielecie znacznie łatwiej będzie otrzymać kryształy rozmaitych białek i poznać ich strukturę. To z kolei jest niezbędne w nowoczesnym projektowaniu leków.
Nowoczesne leki projektowane są na podstawie informacji o budowie struktury danego białka. Do przeszłości odeszły już czasy, gdy leku poszukiwano na oślep, testując setki przypadkowych związków. Dziś naukowcy najpierw muszą dowiedzieć się, jaką dokładnie strukturę posiada kluczowe białko np. wirusa, aby następnie zaatakować je precyzyjnie dopasowaną molekułą chemiczną, działającą jako precyzyjny lek.
– Aby jednak dowiedzieć się jak wygląda struktura takiego białka – atom po atomie – musimy najpierw otrzymać kryształ białka i potem poddać go działaniu promieniowania rentgenowskiego. Gdy to się uda, wówczas za pomocą komputera możemy zaprojektować coś co mogłoby dawać efekt terapeutyczny – mówi dr hab. Agnieszka Szumna.
W tej pracy pojawia się jeden poważny problem. Jest nim właśnie otrzymanie tych niezbędnych kryształów. Białka – jak tłumaczy dr Szumna – to bardzo skomplikowane struktury, o nieregularnych kształtach, rozmaitych właściwościach powierzchni i niektóre z nich wcale nie chcą tworzyć kryształów. Krystalizacja innych może trwać lata.
Zespół kierowany przez dr Agnieszkę Szumną chce więc pomóc niepokornym białkom w krystalizacji. Na przeprowadzenie prac naukowcy otrzymali grant Narodowego Centrum Nauki. – W planach mamy opracowanie układu-rusztowania z wielu mniejszych cząsteczek białkowych – peptydów – mówi. Peptydy – zastosowane w tym rusztowaniu – można porównać do klocków Lego, bo jest ich niezwykle dużo, można je ze sobą łączyć i obecnie, po wielu latach badań, umiemy już zrobić to w sposób przewidywalny.
– Z takich klocków Lego chcemy zbudować porowaty szkielet, który pomoże dużym białkom ustawiać się w regularne cząsteczki. Takie rusztowanie ułatwi układanie się białek w sposób uporządkowany, umożliwiając krystalizację białek i określenie ich struktury – mówi badaczka. W dalszej perspektywie takie rusztowania pomogą w projektowaniu nowych leków.
W pierwszej kolejności naukowcy zaczną pracę z nieco „łatwiejszymi” i bardziej znanymi białkami. – Jeżeli białko jest zupełnie nowe i prawie niczego o nim nie wiemy, to proces krystalizacji może się wprawdzie udać od razu, ale zazwyczaj trwa to kilka lat. Trzeba mieć do tego bardzo dużo cierpliwości – podkreśla rozmówczyni PAP.
Tego rodzaju szkielety konstruują już naukowcy z innych ośrodków naukowych, ale budowane były dotąd za znacznie prostszych, a jednocześnie bardzo wytrzymałych cząsteczek. Te znane już komercyjnie materiały stosowane są np. do przechowywania wodoru czy dwutlenku węgla. – Dlatego tego rodzaju sieć musi być bardzo solidna, a my używamy delikatnych peptydów – zaznacza dr Szumna.