Tyrimas buvo skirtas konkrečiai vaistų grupei, naudojamai pykinimui gydyti, vėmimas, ir dirgliosios žarnos sindromas, vadinami setronais. Apsimetėliai paprastai yra gerai toleruojami, tačiau kai kurie vėžiu sergantys pacientai į juos nereaguoja, paaiškino tyrimo vadovė Sudha Chakrapani, Daktaras, Case Western Reserve universiteto medicinos mokyklos fiziologijos ir biofizikos docentas.
"Vėžiu sergantys pacientai, kurie vėliau veda į gydymo planus- uždelstas vėmimas- nėra linkę reaguoti į atsiskyrimus, "Chakrapani sakė." Nuolat reikia geresnių vaistų. "Narkotikų tobulinimas buvo sustabdytas dėl to, kad trūksta modelių, kurie tiksliai parodytų, kaip tokie vaistai kaip setronai prisijungia prie savo organizmo baltymo; serotonino (3) receptoriaus. tikslus modelis, vaistų kūrėjai negalėjo tiksliai suprasti, kurie setrono ir receptoriaus sąveikos elementai yra svarbiausi, ir kaip juos sustiprinti.
Naujajame tyrime pateikiami iki šiol didžiausios skiriamosios gebos vaizdai, kai setronas įsikuria serotonino (3) receptoriaus surišimo kišenėje. Mokslininkai stebėjo receptorių ir vaistų sąveiką, iki mažiau nei milijardinės metro dalies; naudojant krioelektroninį mikroskopą. Krioelektroninė mikroskopija (krio-EM) tik neseniai tapo prieinama mažiems baltymų tikslams ir buvo skirta 2017 m. Nobelio chemijos premijai.
„Cryo-EM“ vaizdai atskleidė, kad setronai naudoja tą pačią prisirišimo vietą, kaip ir natūralus receptoriaus surišimo partneris organizme, serotoninas, bet pasiimkite šiek tiek kitokią „pozą“, kuri šiek tiek keičia receptoriaus formą. Skirtumai padėjo tyrėjams sukurti tikslesnį modelį, kaip setronai veikia molekuliniu lygiu.
Pasakė Sandipas Basakas, pirmasis šio straipsnio autorius:
Praeityje, neturėjome pasitikėjimo modeliuodami vaistą įrišimo kišenėje. Dabar mes galime tai padaryti tiksliai. Mes taip pat galime stebėti vaisto judėjimą kišenėje, naudodami molekulinės dinamikos modeliavimą “.
Chakrapani bendradarbiavo su Sinajaus kalno kolegomis, kad nustatytų stabiliausią setronų ir serotonino receptorių sąveiką. Komanda stebėjo, kaip setronai sukasi ir sukasi kišenėje, atskleidžia pagrindines vaisto dalis ir receptorius, kurių reikia glaudžiam ryšiui. Tada jie mutavo pagrindines dalis, kuris pašalino setronų afinitetą serotonino receptoriams. Kartu, eksperimentai padėjo atskleisti, kurios setronų ir serotonino receptorių dalys yra svarbiausios, ir gali būti perspektyviausias terapinis pagerėjimas.
„Įrišimo kišenės ir svarbiausių sąveikų nustatymas, ir vaisto orientacija įrišimo kišenėje, sudaro pagrindą kurti vaistus, kurie bus veiksmingesni, “, - sakė Yvonne Gicheru, kuris yra pirmasis knygos autorius.
Aukštos raiškos vaizdai buvo surinkti naudojant „Titan Krios“ krioelektroninį mikroskopą bendradarbiaujant su kolegomis iš Stanfordo universiteto. Ką tik buvo baigtas įrengti pirmasis „Titan Krios“ mikroskopas „Cryo-EM Core“ čia, „Case Western Reserve“, ir dabar jis yra vienas iš dviejų veikiančių mikroskopų Ohajo šiaurės rytuose.
Tyrimas atliekamas dėl dviejų kitų iš Chakrapani laboratorijos uodegų; abu paskelbti praėjusiais metais. Pirmas, taip pat viduje Gamtos komunikacijos , pirmą kartą atskleidė viso ilgio serotonino receptorių struktūrą. Duomenys buvo pagrindas vėlesniam darbui Gamta publikaciją, kuri tiksliai parodė, kaip serotoninas fiziškai aktyvina savo receptorius. Kitas, Chakrapani planuoja įsigilinti į specifines molekulines sąveikas tarp naujų setrono vaistų molekulių ir serotonino receptorių.