Улучшенная функция белка открывает двери для новых возможностей разработки лекарств.
В статье, опубликованной в журнале Science , ученые из шведского Каролинского института и SciLifeLab рассказывают, как им удалось повысить способность белка восстанавливать окислительные повреждения ДНК , а также создать новую функцию белка. Новаторская методика исследователей может привести к улучшению лечения заболеваний, связанных с окислительным стрессом, таких как рак, болезнь Альцгеймера и заболевания легких, но они считают, что у нее еще больший потенциал.
Поиск определенных патогенных белков и разработка лекарств, ингибирующих эти белки, долгое время были основой процесса разработки лекарств. Однако многие заболевания вызваны снижением или потерей функции белка, на которую ингибиторы не могут воздействовать конкретно.
В текущем исследовании ученые из Каролинского института усилили функцию белка OGG1, фермента, который устраняет окислительные повреждения ДНК и связан со старением и расстройствами, включая болезнь Альцгеймера, рак, ожирение, сердечно-сосудистые заболевания, аутоиммунные расстройства и заболевания легких.
Команда использовала метод, называемый органокатализом, который был создан Бенджамином Листом и Дэвидом Макмилланом, удостоенными Нобелевской премии по химии 2021 года. Процесс основан на открытии того, что крошечные органические молекулы обладают способностью действовать как катализаторы и запускать химические процессы, не становясь при этом компонентом конечного результата.
Исследователи изучили, как такие молекулы катализатора, ранее описанные другими, связываются с OGG1 и влияют на его функцию в клетках. Одна из молекул оказалась особенно интересной.
Катализатор позволил ферменту разрезать ДНК необычным образом, так что для работы ему больше не требуется обычный белок APE1, а нужен другой белок, называемый PNKP1.
Исследователи полагают, что улучшенные таким образом белки OGG1 могут образовывать новые лекарства от болезней, в которых замешано окислительное повреждение. Однако профессор Томас Хелледей из отделения онкологии и патологии Каролинского института и последний автор исследования также видят более широкое применение, где концепция добавления небольшой молекулы катализатора к белку используется для улучшения и изменения других белков.
«Мы считаем, что эта технология может спровоцировать сдвиг парадигмы в фармацевтической промышленности, в результате чего новые функции белков будут генерироваться, а не подавляться ингибиторами», — говорит Томас Хелледей. «Но эта техника не ограничивается наркотиками. Количество приложений практически неограничено».