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La diffusion des rayons X grande-angulaire (WAXS) pourrait aider à produire des médicaments de fil pour le traitement de la maladie

Des modifications de structure en protéines peuvent maintenant être vues dans le petit groupe accru, utilisant une application neuve d'une technique existante. L'application, développée au ministère de l'énergie des États-Unis le laboratoire national d'Argonne, a pu aider à produire des médicaments de fil pour le traitement de la maladie.

Dans la recherche publiée en chimie et biologie, les scientifiques enregistrent l'utilisation de la diffusion des rayons X grande-angulaire (WAXS), une technique de diffraction des rayons X qui a été précédemment employée pour déterminer les structures cristallines des polymères. Les biologistes ont adapté cette technique de science des matériaux pour étudier les modifications de structure ligand-induites en protéines. Les Ligands sont des molécules qui peuvent entraîner la création des complexes en structure des protéines. Les scientifiques d'Argonne de résultats réalisés utilisant WAXS sont comparables aux prévisions déjà reçues des structures des protéines fournies par la cristallographie de rayon X, et sont plus faciles et plus rapides à obtenir. Les résultats se montrent également pour l'usage prometteur de WAXS comme un outil fiable et ultra-rapide pour l'identification de médicament de fil.

WAXS a le potentiel de recenser les médicaments médicinaux qui peuvent gripper aux protéines cibles et déterminer à comment les traitements efficaces sont à gripper et à modifier leurs protéines visées. La technique est assez sensible pour faire la différence entre un ligand qui colle juste à la surface d'une protéine (un médicament qui peut ne pas avoir aucun effet) et d'un ligand qui change réellement la structure (un médicament qui est pour être efficace). Dans le passé, trouver cette différence a exigé l'utilisation de plusieurs techniques combinées. La pas autre technique précédente a pu discerner la différence seule, ou en tant que rapidement.

« La diffusion des rayons X grande-angulaire fournit un outil réel pour recenser des médicaments de fil, » a dit le co-auteur Lee Makowski de la Division des biosciences d'Argonne, « il recensera une molécule qui est assez bonne pour être développée comme médicament. »

Les chercheurs croient que WAXS permettra à des scientifiques d'étudier plus d'interactions de protéine-ligand à un régime plus rapide et meilleur marché que la cristallographie laborieuse et chère existante de rayon X.

« La collecte des informations prend seulement quelques minutes, » a dit Makowski, « tellement théoriquement on pourrait installer un pipeline industriel qui serait seulement limité par quelque compte-rendu selon la protéine-petite interaction de molécule. » Les analyses cellulaires fonctionnelles (qui sont nécessaires pour d'autres méthodes) prennent actuel des semaines, sinon des mois pour compléter--entraînant un goulot d'étranglement dans la collecte des informations et l'analyse.

En outre, les structures cristallines de haute qualité sont dures pour atteindre, et seulement un numéro limité des protéines ont documenté les structures cristallines de la protéine avec et sans un présent de ligand.

« Il n'y a aucune autre technique comme ceci à l'extérieur là, » a dit le co-auteur Diane Rodi de la Division des biosciences d'Argonne, « vous pouvez voir des modifications plus détaillées qui interviennent dans des interactions de protéine-ligand en solution que vous pouvez avec n'importe quelle autre technique. Et plus d'interactions de protéine-ligand peuvent être vérifiées. »

La technique procurable pas précédente peut montrer l'importance de modification de structure des protéines faute de structure cristalline. La diffusion des rayons X sous petit angle (SAXS) peut montrer la taille et la forme de la protéine, mais ne montre pas des petits groupes au sujet de la modification. La spectroscopie circulaire de dichroïsme (une méthode qui fournit des informations structurelles sur beaucoup de types de macromolécules biologiques) ne montre pas que le niveau des modifications détaillées WAXS fournit.

WAXS n'exige aucune cristallisation, mais utilisations la même procédure de diffusion des rayons X que la cristallographie. La technique concerne mettre la protéine et le ligand dans une solution à base d'eau et puis mettre cette solution dans le circuit d'un faisceau de rayons X. La configuration donnante droit de diffusion des rayons X indique des informations sur la structure détaillée du composé de protéine-ligand, qui peut alors être contrasté avec une configuration de dispersion seule de la protéine.

Les chercheurs chez Argonne ont vérifié quatre protéines plus et sans leurs ligands correspondants utilisant WAXS, qui emploie les faisceaux de rayons X forts à l'installation de BioCAT dans la Source avancée de photon. Les protéines ont été choisies ont basé sur les meilleures structures fournies par la banque de données de protéine qui avait été déjà observée avec et sans des ligands utilisant la cristallographie de rayon X.

« Nous avons choisi les protéines qui ont déjà eu les structures cristallines de sorte que nous ayons pu évaluer juste combien bon la technique de WAXS est, » ayons dit l'auteur important Bob Fischetti, de la Source avancée du photon d'Argonne et Division de biosciences, « et naturellement nous avons voulu convaincre des gens que ce que nous voyions est réel. »

Les protéines vérifiées ont manifesté les modifications qui ont directement correspondu à ceux documentées des structures cristallines, s'avérant que les observations étaient réelles et validantes la méthode comme outil potentiel de découverte de médicaments.

L'autre auteur sur l'état, en plus de Fischetti, Rodi et Makowski est David B. Gore (BioCAT, Source avancée de photon, Argonne).

Les chercheurs ont soumis une demande de proposition de concession aux instituts de la santé nationaux pour le financement possible de futures études avec WAXS.