Os Cientistas determinaram a estrutura detalhada de uma parte essencial da enzima do telomerase, um contribuinte importante à grande maioria de cancros humanos. Compreender a forma física da proteína conduziu a uma compreensão melhor de como actua para imortalizar pilhas - e deve ajudar cientistas a projectar amplamente drogas de cancro eficazes.
Até aqui, a falta de informação estrutural detalhada sobre a enzima impediu o progresso em agentes tornando-se para inibi-lo, diz os pesquisadores, que publicaram seus resultados na Biologia Estrutural & Molecular da Natureza. O Presidente Thomas R. Cech do Howard Hughes Medical Institute, cujo o laboratório está na Universidade Do Colorado em Boulder, conduziu o estudo, conduzido com colegas Steven A. Jacobs e Elaine R. Podell.
Os pesquisadores do Cancro têm procurado por muito tempo uma maneira de conter o telomerase, uma enzima cuja a actividade excessiva contribuísse ao crescimento não-verificado do tanto como como 90 por cento de tumores humanos. A enzima é vital para algumas pilhas ràpida divisoras - tais como aqueles em um embrião se tornando - onde estende telomeres, as regiões de ADN altamente repetitivo encontrado nas extremidades dos cromossomas. Em a maioria de pilhas adultas saudáveis, o telomerase é cortado, e os telomeres encolhem lentamente durante a divisão de pilha - um processo normal que ajude o tempo das pilhas do limite. As Células cancerosas, contudo, encontram geralmente uma maneira de girar para trás o telomerase sobre, conseguindo uma imortalidade perigosa.
“Conseguir telomeres replicated outra vez é exigido para que a carcinogénese continue,” Cech explicou. “É uma etapa essencial na revelação do cancro, e aquele fá-la de muito interesse terapêutica, porque é um alvo que poderia impactar uma grande variedade de cancros.”
Os inibidores do Telomerase estiveram na revelação clínica por muitos anos, mas, Cech disse, o progresso foi lento. “A revelação do chemotherapeutics do anti-telomerase foi desafiada pelo facto de que não havia nenhuma base estrutural para pensar sobre o problema,” ele disse. “Não havia nenhuma imagem em nenhum detalhe do que qualquer parte desta proteína olha como.”
Muitos laboratórios têm trabalhado para desenvolver essa imagem, mas a tarefa provou o desafio. Isso é porque a enzima tende a se aglutinar junto uma vez fora das pilhas, impedindo que forme os cristais pedidos necessários para estudos estruturais. Os Cientistas do laboratório de Cech e outro tinham tentado simplificar matérias cristalizando uma parcela da proteína, mas os segmentos que seleccionaram aglutinaram-se junto apenas tão stubbornly quanto a enzima inteira.
Jacobs, um companheiro da Fundação de Investigação do Cancro de Damon Runyon no laboratório de Cech e o primeiro autor do papel, desenvolveram uma aproximação nova. Com a ajuda das bactérias e de uma proteína que se emitisse a luz fluorescente verde, Jacobs seleccionou aleatòria dez dos milhares de fragmentos da enzima para uma que se emprestaria à análise estrutural bem sucedida. Sua estratégia aproveitou-se do facto de que quando as cópias múltiplas da proteína fluorescente se aglutinam junto, a fluorescência está extinguida, ou extinguida. Assim Jacobs projectou as bactérias para produzir fragmentos da enzima do telomerase fundida à proteína fluorescente. Desde Que os fragmentos do telomerase que se aglomeraram junto arrastariam avante - e para extinguir - sua proteína fluorescente associada, Jacobs soube que todas as colônias bacterianas verde-clara produziam os fragmentos da proteína que permaneceram livre. Aquelas colônias raras seriam os melhores candidatos para a análise mais aprofundada.
Jacobs executou estas experiências em fragmentos da enzima do telomerase de uma variedade de organismos, e encontrou que somente um fragmento de Tetrahymena -- o organismo único-celulado em que o telomerase foi descoberto primeiramente -- trabalharia. Pesquisadores nomearam o fragmento “telomerase da proteína domínio do N-Terminal essencial” (os DEZ), na referência a sua posição dentro da enzima completa. Tomou a alguns uns truques mais bioquímicos, mas eventualmente Jacobs cristalizou o fragmento da proteína e analisou-o que usa a difracção de raio X.