Biokemikere ved Ohio State University og deres kolleger har overvundet en af de største hindringer for udviklingen af lægemidler, ved at trimme nogle af fedt fra en molekylær svamp, som forskerne bruger til at studere proteiner.
I december nummeret af tidsskriftet Struktur , de biokemikere rapporten ved hjælp af deres metode med succes i eksperimenter med to almindelige cellulære proteiner. Resultaterne tyder på, at forskerne en dag kunne bruge metoden som et skridt i at designe lægemidler mod sygdomme som cystisk fibrose, Alzheimers, og tuberkulose.
Proteiner er en del af cellemembraner af levende organismer, og de er de dørvogtere, der regulerer hvad der kommer ind og efterlader en celle, forklarede Martin Caffrey , professor i kemi ved Ohio State . At designe et lægemiddel, der vil målrette en bestemt protein, forskerne har brug for at se det protein struktur i detaljer, og dette indebærer fjernelse af protein fra cellens membran og danner det ind i en krystal, der kan ses ved hjælp af x-stråler.
Det er ikke let at danne en smidig protein i en stiv krystal, og forskerne arbejder på at udvikle pålidelige redskaber til at udføre opgaven.
"Krystalliserende proteiner betragtes som en kunstart. Vi ønsker at gøre det til en videnskab, "Caffrey sagt.
Et lovende værktøj er en plade af sammenflettede lipid-og vandmolekyler - en slags våd, fede svamp, der opsuger tusindvis af proteiner på en gang og trækker dem sammen til krystaller.
Svampen er fuld af vand porer, der tilbyder areal for kemiske reaktioner. Et gram af de ting har mere areal end en fodboldbane.
Svampen metode, kaldet "kubiske fase," eller "i meso," krystallisering, har eksisteret siden 1990'erne. Men fordi de fleste proteiner er vanskelige at krystallisere, har forskerne kun været i stand til at studere en håndfuld af proteiner på denne måde.
I struktur, beskrive Caffrey og hans medforfattere hvordan de forbedret metoden. De byggede en svamp ud af mindre fedt molekyler end der normalt anvendes, skabe større porer og tyndere membraner inde i svampen, der gav de proteiner mere plads, så de var mere tilbøjelige til at binde sammen.
I forsøg, var biokemikere i stand til at danne krystaller af to almindelige proteiner, bacteriorhodopsin (BR) og BtuB , som er et bærestof for vitamin B12.
BR protein var udkrystalliseret med den traditionelle "i meso" metode før, og så var det en god målestok for testen. Men til biokemikere viden, det er første gang, at et protein som BtuB er blevet udkrystalliseret med "i meso"-metoden. De var i stand til at krystallisere BtuB ved hjælp af både den traditionelle, tykkere svamp og de nye, tyndere svamp.
BtuB tilhører en klasse af proteiner, der kaldes beta-tønde proteiner, som er lavet af plader af protein rullet op i en cylinder. Denne særlige form for protein har trodset krystallisering med en molekylær svamp før. Alligevel BtuB er af særlig interesse for forskere, fordi det er fundet i den ydre cellulære membran af E. coli, en bakterie, der ofte anvendes i laboratorieundersøgelser.
"Vi var i stand til at få BtuB at krystallisere med den traditionelle metode, men det virkede endnu bedre med den nye metode," Caffrey sagt.
Lige nu er der tusindvis af andre vigtige proteiner, som forskerne ikke kan krystallisere, Caffrey sagde. Hans ændrede svamp kan arbejde for nogle af dem også.