O enzimă numită histidin kinază reprezintă o potențială țintă pentru noile clase de antibiotice. Cu toate acestea, a fost dificil să se dezvolte medicamente care vizează această enzimă, deoarece este o proteină „hidrofobă” care își pierde structura odată ce este îndepărtată din mediul său.

O echipă de la MIT a găsit o modalitate de a face enzima solubilă în apă, ceea ce ar putea face posibilă analizarea rapidă a potențialelor medicamente care ar putea interfera cu funcțiile sale. Cercetătorii au creat noua versiune a histidin kinazei prin înlocuirea a patru aminoacizi hidrofobi specifici cu trei hidrofili. Chiar și după această schimbare semnificativă, ei au descoperit că versiunea solubilă în apă a enzimei și-a păstrat funcțiile naturale.

Niciun antibiotic existent nu vizează histidin kinaza, așadar, medicamentele care perturbă aceste funcții ar putea reprezenta o nouă clasă de antibiotice. Astfel de candidați la medicamente sunt extrem de necesari pentru a combate problema în creștere reprezentată de rezistența la antibiotice.

O nouă țintă pentru dezvoltarea de medicamente

Multe dintre proteinele care îndeplinesc funcții celulare critice sunt încorporate în membrana celulară. Segmentele acestor proteine ​​care se întind pe membrană sunt hidrofobe, ceea ce le permite să se asocieze cu lipidele care alcătuiesc membrana. Cu toate acestea, odată îndepărtate din membrană, aceste proteine ​​tind să-și piardă structura, ceea ce face dificilă studierea lor sau screeningul pentru medicamente cu care ar putea interfera.

În 2018, Zhang și colegii săi au conceput o modalitate simplă de a converti aceste proteine ​​în versiuni solubile în apă, care își mențin structura în apă. Tehnica lor este cunoscută sub numele de codul QTY, pentru literele care reprezintă aminoacizii hidrofili care se încorporează în proteine. Leucina (L) devine glutamina (Q), izoleucina (I) și valina (V) devin treonină (T), iar fenilalanina (F) devine tirozină (Y).

De atunci, cercetătorii au demonstrat această tehnică pe o varietate de proteine ​​hidrofobe, inclusiv anticorpi, receptori de citokine și transportatori. Acești transportatori includ o proteină pe care celulele canceroase o folosesc pentru a pompa medicamentele pentru chimioterapie din celule, precum și transportatori pe care celulele creierului îi folosesc pentru a muta dopamina și serotonina în sau din celule.

În noul studiu, echipa și-a propus să demonstreze, pentru prima dată, că codul QTY ar putea fi folosit pentru a crea enzime solubile în apă care își păstrează funcția enzimatică.

Echipa de cercetare a ales să se concentreze pe histidin kinază din cauza potențialului său ca țintă pentru antibiotice. În prezent, majoritatea antibioticelor acționează prin deteriorarea pereților celulari bacterieni sau interferând cu sinteza ribozomilor, organele celulare care produc proteine. Niciuna dintre ele nu vizează histidin kinaza, o proteină bacteriană importantă care reglează procese precum rezistența la antibiotice și comunicarea dintre celule.

Histidin kinaza poate îndeplini patru funcții diferite, inclusiv fosforilarea (activarea altor proteine ​​prin adăugarea unei grupe fosfat la acestea) și defosforilarea (eliminarea fosfaților). Celulele umane au, de asemenea, kinaze, dar acţionează asupra altor aminoacizi, astfel încât, medicamentele care blochează histidin kinaza probabil nu ar avea niciun efect asupra celulelor umane.

După ce au folosit codul QTY pentru a converti histidin kinaza într-o formă solubilă în apă, cercetătorii au testat toate cele patru funcții ale acesteia și au descoperit că proteina le putea îndeplini. Această proteină ar putea fi utilizată pentru a testa rapid dacă potențialii compuși ai medicamentelor interferează cu oricare dintre aceste funcții.

 

Sursa informațiilor: www.news-medical.net