Wasabi ir ašarinės dujos moko mokslininkus apie vaistų nuo skausmo kūrimą
Wasabi ir ašarinės dujos moko mokslininkus apie vaistų nuo skausmo kūrimą
Anonim

Dėl didelės skiriamosios gebos vaizdo gavimo technikos mokslininkai, dirbantys su junginiais, esančiais vaistais nuo skausmo, dabar gali sukurti 3D vaizdą iš vadinamojo "vasabi receptoriaus" - baltymo, kuris veikia kaip jonų, sukeliančių skausmo signalus, vartai. Dabar, kai jie mato baltymų struktūrą, jie gali sukurti protingesnius junginius, kad veiksmingiau sustabdytų skausmą.

Dabartiniai vaistai nuo skausmo blokuoja smegenų skausmo suvokimą arba riboja patį signalą, nukreipdami į uždegimines reakcijas. Kai nervinės ląstelės aptinka cheminį signalą iš išorinių veiksnių, tokių kaip vasabis ir ašarinės dujos, arba iš kūno, įvairūs cheminiai procesai siunčia skysčio į skausmo vietą, kad veiktų kaip pagalvėlė. Tai yra uždegimas. Vasabi receptorius, oficialiai žinomas kaip TRPA1 (tariamas „Trip-A1“), pajunta šiuos atsakymus ir atsidaro. Deja, atliekant TRPA1 tyrimus nepavyko pakankamai išsamiai pamatyti, kaip jis atsidaro, todėl vaistų nuo skausmo kūrimas iš esmės buvo atspėjimo ir patikrinimo žaidimas.

„Žinojome, kad TRPA1 yra labai svarbus pajuntant aplinkos dirgiklius, uždegiminį skausmą ir niežulį, todėl norint suprasti pagrindinius skausmo mechanizmus, svarbu žinoti daugiau apie tai, kaip veikia TRPA1“, – sakė daktaras Davidas Julius, naujos knygos bendraautorius. Kalifornijos universiteto San Francisko studijų ir fiziologijos profesoriaus pareiškime. Naudodami patobulintą techniką, vadinamą elektronų kriomikroskopija (krio-EM), Julius ir jo komanda galėjo matyti TRPA1 receptorių maždaug keturių angstremų skiriamąja geba. Žvelgiant iš perspektyvos, vienas angstremas yra lygus vienai 10 milijardų metro.

„Tai suteikia svarbios informacijos apie tai, kaip ši viena pagrindinių vaistų klasė sąveikauja su TRPA1 ir kaip ji gali blokuoti kanalo funkciją“, – sakė Julius.

wasabi_receptorius

Ankstesnis krio-EM naudojimas davė nuviliančių rezultatų. Daugelį metų geriausia, ką mokslininkai galėjo pasiekti, buvo maždaug 15 angstremų skiriamoji geba. Nuotraukos buvo per grubios, kad būtų galima išskirti svarbias molekulines struktūras, todėl kai kurie mokslininkai metodą pavadino „blob-ology“.

Tačiau 2013 m. Julius ir jo naujausias bendradarbis, vyresnysis autorius dr. Yifanas Chengas, UCSF biochemijos ir biofizikos docentas, žurnale Nature paskelbė tyrimą, rodantį, kad krio-EM gali patikimai užfiksuoti susijusį jonų kanalą, vadinamą TRPV1. Anot Cheng, išvados „nusiuntė smūgio bangas struktūrinės biologijos srityje“. Ši technologija ilgiau buvo pasmerkta nenaudingai neaiškių vaizdų sferai. Taigi, komanda nusitaikė į TRPA1.

Savo tyrime komanda išgavo norimus baltymus ir užšaldė juos ploname stiklinio ledo lakšte. Jie padarė apie 100 000 baltymų nuotraukų, kad galiausiai galėtų surinkti 2D vaizdus į 3D vaizdą. Naujame paveikslėlyje pavaizduotas baltymas trijų skirtingų būsenų: atviras, iš dalies atviras ir uždarytas. Žvelgiant iš naujos perspektyvos, jie gali tiksliai matyti, kurie kanalai praleidžia jonus – tai gali palengvinti daug greitesnę skausmą malšinančių vaistų gamybą.

„Cryo-EM patyrė „raiškos revoliuciją“, kuri leido mums tiesiogine prasme matyti TRP kanalus visoje jų šlovėje“, – sakė Julius. „Turėjome šiek tiek supratimo, kaip gali atrodyti TRPA1, tačiau įgyjant struktūrą yra kažkas elegantiško ir malonaus, nes pamatyti tikrai reiškia tikėti.

Populiarus pagal temą