Gli Scienziati hanno determinato la struttura dettagliata di un pezzo essenziale dell'enzima del telomerase, un contributore importante alla vasta maggioranza dei cancri umani. La Comprensione della forma fisica della proteina piombo ad una migliore comprensione di come agisce per immortalare le celle - e dovrebbe aiutare gli scienziati a progettare largamente le efficaci droghe di cancro.
Finora, la mancanza di informazioni strutturali dettagliate sull'enzima ha ostacolato il progresso negli agenti di sviluppo per inibirla, dice i ricercatori, che hanno pubblicato i loro risultati nella Biologia Strutturale & Molecolare della Natura. Presidente Thomas R. Cech di Howard Hughes Medical Institute, di cui il laboratorio è all'Università di Colorado a Boulder, piombo gli studi, intrapresi con i colleghi Steven A. Jacobs ed Elaine R. Podell.
I ricercatori del Cancro lungamente hanno cercato un modo sottomettere il telomerase, un enzima di cui l'eccessiva attività contribuisce alla crescita incontrollata dell'altrettanto come 90 per cento dei tumori umani. L'enzima è vitale per alcune celle rapido di divisione - come quelli in un embrione di sviluppo - dove estende i telomeres, le regioni di DNA altamente ripetitivo trovato alle estremità dei cromosomi. In la maggior parte delle celle adulte in buona salute, il telomerase è chiuso e i telomeres si restringono lentamente durante la divisione cellulare - un trattamento normale che aiuta la durata della vita delle cellule di limite. Le Cellule tumorali, tuttavia, trovano solitamente un modo girare il telomerase indietro sopra, raggiungendo un'immortalità pericolosa.
“Convincere i telomeres ripiegati ancora è richiesto affinchè la carcinogenesi continui,„ Cech ha spiegato. “È un punto essenziale nello sviluppo di cancro e quello lo fa dal punto di vista terapeutico di molto interesse, perché è un obiettivo che potrebbe urtare un'ampia varietà di cancri.„
Gli inibitori del Telomerase sono stati nello sviluppo clinico per molti anni, ma, Cech ha detto, il progresso è stato lento. “Lo sviluppo di chemioterapia del anti-telomerase è stato sfidato dal fatto che non c'era base strutturale per il pensiero al problema,„ lui ha detto. “Non c'era maschera in dettaglio tutto il di cui qualsiasi parte di questa proteina assomiglia.„
Molti laboratori stanno funzionando verso sviluppare quella maschera, ma il compito ha provato sfidare. Quello è perché l'enzima tende a agglutinarsi insieme una volta fuori delle celle, impedicendolo la formazione dei cristalli ordinati necessari per gli studi strutturali. Gli Scienziati dal laboratorio di Cech ed altri avevano provato a semplificare gli argomenti cristallizzando una parte della proteina, ma i segmenti che hanno selezionato si sono agglutinati insieme altrettanto testardo quanto l'intero enzima.
Jacobs, un collega delle Fondamenta di Ricerca Sul Cancro Di Damon Runyon nel laboratorio di Cech ed il primo autore del documento, hanno sviluppato un nuovo approccio. Con l'aiuto dei batteri e di una proteina che emette la luce fluorescente verde, Jacobs ha schermato a caso decine di migliaia di frammenti dell'enzima per uno che si sarebbe prestato alla riuscita analisi strutturale. La Sua strategia ha approfittato del fatto che quando le copie multiple della proteina fluorescente si agglutinano insieme, la fluorescenza è estiguuta, o è estinta. Così Jacobs ha costruito i batteri per produrre i frammenti dell'enzima del telomerase fuso alla proteina fluorescente. Poiché i frammenti del telomerase che hanno ragruppato insieme trascinerebbero avanti - ed estiguere - la loro proteina fluorescente associata, Jacobs ha saputo che tutte le colonie batteriche verde intenso stavano producendo i frammenti della proteina che sono rimanere liberamente. Quelle colonie rare sarebbero i migliori candidati per ulteriore analisi.
Jacobs ha eseguito questi esperimenti sui frammenti dell'enzima del telomerase da vari organismi ed ha trovato che soltanto un frammento da Tetrahymena -- l'organismo unicellulare in cui il telomerase in primo luogo è stato scoperto -- lavorerebbe. Ricercatori hanno nominato il frammento “telomerase della proteina dominio del N-Terminale essenziale„ (i DIECI), in riferimento alla sua posizione all'interno dell'enzima completo. Ha catturato alcuni i trucchi più biochimici, ma finalmente Jacobs ha cristallizzato il frammento della proteina e lo ha analizzato facendo uso di diffrazione ai raggi X.