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Os Pesquisadores fazem milhões em cima de milhões droga-como de peptides rapidamente e eficientemente

Dois cientistas de Johns Hopkins figuraram para fora uma maneira simples de fazer rapidamente e eficientemente milhões em cima de milhões droga-como de peptides, superando um obstáculo principal a criar e a selecionar “bibliotecas enormes” destas proteínas super-curtos para o uso na revelação da droga.

“Nosso trabalho aumenta dramàtica a complexidade das bibliotecas do peptide que podem ser criadas e a velocidade com que podem ser feitos e processado,” diz o Mandril Merryman, Ph.D., um companheiro pos-doctoral que desenvolva a técnica nova. “Em uma tarde, nós poderemos fazer literalmente milhões de milhões de peptides diferentes com potencial medicinal.”

Geralmente menos de 40 blocos de apartamentos longos, peptides actuam como mensageiros e hormonas importantes no corpo. Mas porque seus blocos de apartamentos, chamados ácidos aminados, são recicl rapidamente, os peptides feitos dos 20 ácidos aminados naturais não duram por muito tempo bastante para ser úteis como medicinas. Contudo, adicionar um grupo metílico minúsculo a cada ácido aminado dá o peptide resultante “droga-como” a estabilidade.

Escrevendo na introdução do 19 de abril da Química & da Biologia, os cientistas de Hopkins revelam aquele que usa uma reacção química simples, relatada primeiramente no princípio dos anos 80, permitem que convertam em massa os ácidos aminados naturais a uns que formam uns peptides mais estáveis.

A parte complicada, Merryman diz, figurava para fora como fazer a conversão quando os ácidos aminados foram anexados ao RNA de transferência, uma molécula do portador exigida para a produção biológica de peptides. O avanço torna possível construir para cima de 10.000.000.000.000 -- aquele é 1 com 13 zero atrás dele -- estabilizado, 10 peptides bloco-longos imediatamente.

“A ideia de criar grandes bibliotecas do peptide e de testá-las para usos medicinais realizou-se em torno de uns muitos tempos, mas não é sida até aqui apenas muito prática,” diz Merryman.

Um aspecto fulcral dos esforços de todos os cientistas para criar bibliotecas droga-como de peptides é “biologia em um prato” -- aproveitando o mesmo uso das pilhas da maquinaria ler instruções genéticas e montar proteínas correctas. Desde pelo menos os anos 70, os cientistas souberam que esta maquinaria, chamada o ribosome, igualmente pode amarrar junto uma grande variedade de ácidos aminados artificiais, enquanto o bloco de apartamentos falsificado é amarrado para transferir o RNA que o ribosome pode usar “descodifique” a informação genética.

“Há um número de etapas ao processo de peptides da construção, natural ou não, e cada um criou problemas para construir grandes bibliotecas de aleatório droga-como peptides,” diz Merryman.

Um complexo do RNA e das proteínas, o ribosome “lê” secções do três-bit do RNA de mensageiro e recruta uma parte decontenção complementar de RNA de transferência, que é anexado a seu ácido aminado correspondente. A maquinaria do ribosome desbasta então fora o ácido aminado e adiciona-o à corda crescente do peptide.

Para aproveitar este processo natural para fazer seu oferecimento, os cientistas tentaram fazer os vários ácidos aminados artificiais anexados ao RNA de transferência, e mandar o ribosome usar aqueles componentes novos ao ler instruções genéticas, o RNA de mensageiro.

“É havido algum sucesso, mas ninguém podido fazer imediatamente isto com ácidos aminados artificiais múltiplos ou criar muito um grande número peptides que são inteiramente artificiais,” diz Merryman.

Merryman começa com uma mistura dos 20 ácidos aminados naturais, já tethered a suas seqüências do RNA de transferência. No processo novo, uma primeira etapa química protege temporariamente um lado reactivo do átomo expor do nitrogênio do ácido aminado, e uma segunda etapa adiciona o grupo metílico ao outro ponto aberto do nitrogênio. O passo final usa a luz ultravioleta para remover o grupo de protecção adicionado em etapa uma.

O resultado é um único potenciômetro dos 20 ácidos aminados naturais, ainda anexado aos tRNAs apropriados, mas 19 deles agora com esse grupo metílico da mais alta importância. (Um ácido aminado, proline, permanece inalterado -- uma vez que seu nitrogênio é protegido, não há nenhuma sala para o grupo metílico.)

“É química consideravelmente simples, e tipo de surpreendê-lo não tinha sido aplicado já a este problema,” diz Merryman. “O processo deu nos eficientes e essencialmente a conversão completa aos ácidos aminados alterados. Desde os trabalhos de processo o mesmos para todos os ácidos aminados, você não tem que tratar cada um separada e então misturá-los na extremidade, que apressa coisas acima consideravelmente.”

Merryman e o Verde de Rachel do mentor, o Ph.D., um professor adjunto da biologia molecular e da genética e um investigador do associado do Howard Hughes Medical Institute, têm uma patente no processo sintético sob a revisão no Escritório da Patente e da Marca Registrada dos E.U.

Para fazer uma biblioteca do peptide do potenciômetro de ácidos aminados alterados, os pesquisadores misturariam o potenciômetro com os ribosomes e o mensageiro RNAs da seqüência aleatória que reflectem as combinações possíveis dos 20 ácidos aminados artificiais para o comprimento desejado -- diga, 10 blocos por muito tempo. Os ribosomes agitam então afastado, fazendo os peptides.

Para procurarar por medicinas potenciais, a biblioteca do peptide seria misturada com uma molécula do interesse, diz o Ouriço, uma proteína implicada no cancro. Os Peptides que ligam o Ouriço colariam, e aqueles que não fazem seriam lavados afastado. Então, usando um identificador Merryman do RNA de mensageiro projectou para ficar anexado a cada peptide, as instruções genéticas para peptides “de vencimento” pode selectivamente ser amplificado. Repetidamente construindo a biblioteca, testando os peptides, e amplificando de vencimento, a biblioteca “evolui,” gradualmente acumulando os peptides os mais prometedores. 

A pesquisa foi financiada pelos Institutos de Saúde Nacionais e do Howard Hughes Medical Institute.