联合国大学的一项新研究发现了一种研究蛋白质相互作用的新方法，这种方法可能会提高一类治疗糖尿病的药物(称为变构药物)的疗效, 癌症, 心血管病, 以及神经紊乱. 该研究还具有通过结合一种新的计算机模拟分析形式，显着减少初步变构药物设计的时间和成本的潜力.
The research, which was published in the 生物物理期刊, has laid a foundation for future analyses of allosteric drugs. 变构药物被广泛用于治疗，从一般的疼痛缓解到抑制肿瘤细胞间的通讯. The drugs target proteins that carry messages, 被称为信号, 驱动细胞活动, 它们破坏了这些信息, which is important if that message is what’s causing the disease. Allosteric drugs also increase a protein’s drug affinity, which allows other drugs to be effective at lower dosages.
Despite the widespread use of allosteric drugs as therapeutics, 它们通常很难开发，因为研究人员预测药物与蛋白质结合后蛋白质将如何变化的能力有限.
“我们的研究发现，在静态结构方面看起来相似的不同蛋白质在与变构药物结合时的反应可能会有所不同,” 哈瑞Vashisth, associate professor of chemical engineering at 主要研究. 这与长期以来认为的蛋白质序列结构严格定义其行为这方面的观点形成了鲜明对比.
Vashisth和博士生刘勇克服了传统蛋白质分析的局限性，他们使用生物信息学计算机程序来模拟蛋白质上的变构结合相互作用，并显示可能发生的所有潜在变化. 他们从五种结构相似的蛋白质开始，这些蛋白质参与调节g蛋白信号传导. g蛋白在细胞外部和内部之间充当传递信号的中介. 它们就像一个通过墙壁连接的开关:按一下一边的按钮，另一边就会有灯.
研究人员随后引入了一种抑制分子来阻止g蛋白信号传导，并分析了结果. 尽管这五种g蛋白结构相似，但它们的反应却各不相同.
“这种药物结合带来的变化的模拟广泛适用于任何蛋白质家族, 任何抑制性化合物, 和 any pair of sites on protein structures in general,瓦希什说. “我们的分析令人信服地证明，在结构相似的蛋白质中，信号传播的途径确实是不同的.”
在进行实验性药物试验之前进行这些模拟可以缩小早期候选药物的范围，从而减少研究的时间和资源成本, 和, 说Vashisth, lead to improved design of allosteric drugs.
这项研究得到了最近美国国立卫生研究院最大化研究者研究奖(MIRA)的支持。, the National Science Foundation 和 by the 主要研究 Center for Integrated Biomedical 和 Bioengineering 研究 (CIBBR). 该研究得到了主要研究研究计算中心和NH EPSCoR的NH BioMade的计算和仪器支持.
CIBBR致力于支持通常在研究学科之间进行的范式转换研究, as well as enhancing biomedical research infrastructure at 主要研究. 中心, 该项目由美国国立卫生研究院提供的1000万美元生物医学研究卓越中心(COBRE)资助, 旨在加速将基础生物医学和生物工程研究转化为创新工具和治疗，以改善人类健康和福祉.
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写的:
瑞安·威尔默特 | 主要研究 生命科学学院 和 农业
