药物与航天器停靠在国际空间站的方式附着在我们体内的蛋白质上。详细描述该过程可以揭示很多关于药物如何起作用 - 以及新药物应该采取什么形式。
西弗吉尼亚大学的研究人员绘制了一种存在于我们细胞中的蛋白质的晶体结构，并首次确定了药物如何锁定在其上。研究结果发表在Nature Chemistry，一本自然研究期刊上。
该研究由西弗吉尼亚州临床和转化科学研究所资助 - 以一种名为“mitoNEET”的蛋白质为中心。MitoNEET栖息在我们线粒体的外膜上，它的作用就像能够激活我们细胞的能量植物。
“MitoNEET是一种治疗代谢性疾病的新型治疗靶点，可能会导致阿尔茨海默病和中风的疾病改善治疗，”药学院和医学院副教授Werner Geldenhuys说。他和他的同事 - 包括西弗吉尼亚大学医学院助理教授Aaron Robart，WVU医学院专业课程助理院长John Hollander和马歇尔大学药学院副教授Timothy Long-- - 进行了项目。
“这种蛋白质与许多非常难以解决的疾病有关：糖尿病，中风，心脏病，”Robart说。“我们实际上并不知道这种蛋白质的作用，但它在细胞的发电站附近停留，所有这些疾病都有能量流主题。”
为了探索mitoNEET在我们的能量过程中所起的作用，研究人员从细菌过表达和动物模型中分离出mitoNEET。然后，他们合成了11种类似于呋塞米的分子 - 一种以LASIX品牌销售的常用利尿剂 - 并将mitoNEET暴露于它们。
在分子与mitoNEET结合后，研究人员建立了配对的原子原子图。他们远程控制阿贡国家实验室的高级光子源 - 用超高亮度的高能X射线轰击样品 - 精确地揭示分子如何聚集在一起。
研究小组发现，这些分子对接成一团铁和硫原子，构成蛋白质的一部分。RaisaNuñez是参加研究学徒计划的本科生，他收集了初步的结构数据。“这凸显出重要的科学发现可以在任何职业水平上出现，”罗巴特说。
“这些研究结果非常重要，因为它们使我们能够继续了解线粒体和生物能量学在许多疾病状态中所起的作用，”Hollander说。“通过靶向治疗调节线粒体功能可能是药物发现的关键途径。”
了解mitoNEET的细胞功能可以通过改变蛋白质的活性来改善药物的性能。例如，在药物的分子结构中添加额外的氧基团可以显着收紧与mitoNEET的结合，并消除与其他细胞蛋白的意外结合。
服用该药物的患者可能会得到什么结果?更好的症状缓解。
“该项目的成功真实地说明了被认为是基础科学的方法如何能够为临床问题提供相当深入的见解，”医学院生物化学系主任Michael Schaller说。“它还展示了解决问题的能力，因为团队由具有不同专业知识的成员组成。”