Aids-Forschung Drug Design; beleuchtet Pest und andere Krankheiten
Eine neue Technik für das Engineering-Protein-Kristalle ist den Wissenschaftlern geholfen herauszufinden, die drei-dimensionale Struktur der einige wichtige biologische Moleküle, einschließlich einer Taste Pest Protein, dessen Struktur hat eluded Forscher bis jetzt.
Die Technik, entwickelt mit Unterstützung des National Institute of General Medical Sciences (NIGMS) der National Institutes of Health (NIH), verspricht zu helfen Pharma-Unternehmen entwickeln effektiver Medikamente zur Behandlung von verschiedenen Krankheiten durch individuelle Entscheidungen Molekülen bis zur "fit" ein Protein die Form.
Featured in der Deckung der Artikel der April 2004 Ausgabe von Structure, University of Virginia School of Medicine Forscher Zygmunt Derewenda, Ph.D., beschreibt, wie seine Gruppe konnte Koax bestimmte Proteine zu kristallisieren sorgfältig durch Änderung ihrer Oberflächen mit "gezielte Mutagenese. " In der Tat, die Technik ersetzt eine kleine Aminosäure für bestimmte große. Diese wirksam schrumpft sperrige Gruppen von Atomen auf Oberflächen-Protein, die sonst verhindern, dass die Proteine aus kristallisieren.
"Um zu bestimmen, eine hochauflösende Struktur eines Proteins, müssen wir untersuchen, in seiner Kristall-Form," Derewenda erklärt. "Doch viele Proteine nicht kristallisieren leicht, oder auch bei allen, mit aktuellen Labor-Techniken. Mit unserem Ansatz können wir nun einige dieser Proteine mehr zugänglich zu Kristallisation, ohne ernsthaft auf ihrer gesamten Struktur oder Funktion."
Bereits, die Kristall-Engineering-Technik hat dazu beigetragen, lösen die Strukturen von einigen besonders hartnäckigen Proteine, einschließlich der so genannten V-Antigen von Yersinia pestis, das Bakterium, dass die Ursachen der Pest. Trotz zahlreicher Versuche, Forscher war erfolglos in die Geheimnisse Erschließung dieses Proteins, das spielt eine Schlüsselrolle bei der das Bakterium in der Lage ist, dazu führen, dass die Pest. Arbeiten mit Derewenda der Gruppe, David S. Waugh, Ph.D., von der NIH's National Cancer Institute in Frederick, Md., war in der Lage zu kristallisieren das Protein und dann festzustellen, seine Struktur durch Röntgenuntersuchungen. (Die Ergebnisse wurden im Februar 2004 die Frage der Struktur.)
Weitere große biologische Moleküle, deren Strukturen wurden kürzlich gelöst dank der neuen Technik sind eine wichtige Protein-Komplex mit Ubiquitin, das ist in einer Vielzahl von zellulären Prozessen (entdeckt von einem Forscherteam unter Leitung von James H. Hurley, Ph.D., des NIH's National Institute of Diabetes und Magen-Darm-und Nierenerkrankungen). Die Technik wurde auch von einem Team bei Merck Research Laboratories, um eine viel genauere Struktur eines potenziellen Anti-Krebs-Medikament Ziel genannt Insulin-like Growth Factor-1-Rezeptor.
Entwicklung der Technik wurde ermöglicht durch die Finanzierung von NIGMS "Protein Structure-Initiative (PSI) - ein ehrgeiziges 10-Jahres-Projekt, das im Jahr 2000, zur drastischen Reduzierung des Zeit-und Kosten für die Lösung von Protein-Strukturen. PSI-Forscher auf der ganzen Welt arbeiten nun zur Bestimmung der Strukturen von Tausenden von Proteinen experimentell, mit hoch automatisierten Systemen, und zur Herstellung von Computer-basierten Tools für die Modellierung letztlich die Struktur eines Proteins aus seiner genetischen Rechtschreibung, oder Sequenz.
"Diese Kristallisation Methode hat das Potenzial, ein leistungsfähiges neues Werkzeug für strukturelle Biologie und ist ein hervorragendes Beispiel für die Art von Innovation, dass die Protein Structure-Initiative dient der Förderung", sagte NIGMS Direktor Jeremy M. Berg, Ph.D. "Technologien wie diese sind entscheidend für die Verwirklichung der Versprechen der strukturellen Biologie und Beschleunigung der Entwicklung effektiverer Medikamente zur Behandlung von beide neue und wieder auftretende Krankheiten."
NIGMS ist eins der 27 Komponenten des National Institutes of Health, die erste Bundes-Agentur für die biomedizinische Forschung. Deren Aufgabe besteht in der Unterstützung der Grundlagenforschung der biomedizinischen Forschung, dass die Grundlage für Fortschritte in der Krankheit Diagnose, Behandlung und Prävention. Für mehr über NIGMS "Protein Structure-Initiative finden Sie auf der PSI-Website unter http://www.nigms.nih.gov/psi.
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Alisa Machalek
301-496-7301 (USA)
Quelle: Nationale Instituten für Gesundheit - USA