سوئیچ عکس مولکولی می تواند به تولید داروهای ضد سرطان بهتر کمک کند

به لطف اندازه گیری های لیزر الکترون آزاد اشعه ایکس سوئیس (SwissFEL) و منبع نور سوئیس (SLSمحققان مؤسسه پل شرر (PSI) موفق به تولید اولین ویدئوهایی شده اند که نشان می دهد چگونه یک داروی فتوفارماکولوژیک به هدف پروتئینی خود متصل شده و از آن آزاد می شود. این فیلم‌ها می‌توانند به پیشرفت درک ما از اتصال لیگاند به پروتئین کمک کنند، دانشی که برای طراحی درمان‌های کارآمدتر مهم است.

فتوفارماکولوژی رشته جدیدی از پزشکی است که شامل استفاده از داروهای حساس به نور برای درمان بیماری هایی مانند سرطان می شود. مولکول‌های دارو حاوی «فتوسوئیچ‌های» مولکولی هستند که پس از رسیدن به ناحیه هدف در بدن - برای مثال یک تومور - توسط پالس‌های نور فعال می‌شوند. سپس این دارو با استفاده از یک پالس نور دیگر غیرفعال می شود. این تکنیک می تواند به محدود کردن عوارض جانبی بالقوه داروهای معمولی کمک کند و همچنین می تواند به کاهش توسعه مقاومت دارویی کمک کند.

در کار جدید، محققان به رهبری ماکسیمیلیان ورانیک و یورگ استندفوس combretastatin A-4 (CA4) را مطالعه کرد، مولکولی که به عنوان یک درمان ضد سرطان بسیار امیدوار کننده است. CA4 به پروتئین توبولین - یک پروتئین مهم در بدن که برای تقسیم سلولی مهم است - متصل می شود و رشد تومورها را کند می کند.

این تیم از یک مولکول CA4 استفاده کردند که با افزودن یک پل آزوبنزن متشکل از دو اتم نیتروژن، حساس به نور شد. Standfuss توضیح می‌دهد: «در شکل خمیده‌اش، این مولکول کاملاً به جیب اتصال لیگاند در توبولین متصل می‌شود، اما با نور نوری که آن را از هدف خود دور می‌کند، کشیده می‌شود».

توبولین با تغییر شکل مولکول CA4 سازگار می شود

برای درک بهتر این فرآیند، که در مقیاس‌های زمانی میلی‌ثانیه‌ای و در سطح اتمی اتفاق می‌افتد، Wranik و Standfuss از تکنیکی به نام کریستالوگرافی سریال حل‌شده با زمان در سنکروترون SLS و SwissFEL استفاده کردند.

محققان مشاهده کردند که چگونه CA4 از توبولین آزاد شد و تغییرات ساختاری بعدی که در پروتئین رخ داد. آنها 1 عکس فوری از 100 ns تا 4 ms پس از غیرفعال شدن CA4 به دست آوردند. سپس آن‌ها این عکس‌های فوری را با هم ترکیب کردند تا ویدیویی تولید کنند که نشان می‌دهد ایزومریزاسیون سیس به ترانس پیوند آزوبنزن میل CA4 را به توبولین تغییر می‌دهد به طوری که از پروتئین جدا می‌شود. توبولین به نوبه خود خود را با تغییر میل ترکیبی CAXNUMX با "جمع کردن" پاکت اتصال آن درست قبل از رهاسازی لیگاند، قبل از تشکیل مجدد، سازگار می کند.

Standfuss می گوید: "پیوند و عدم اتصال لیگاند یک فرآیند اساسی برای اکثر پروتئین های بدن ما است." ما توانسته‌ایم مستقیماً روند یک هدف دارویی سرطان را مشاهده کنیم. علاوه بر بینش اساسی، ما امیدواریم که حل و فصل بهتر فعل و انفعال پویا بین پروتئین ها و لیگاندهای آنها، بعد زمانی جدیدی را برای بهبود طراحی دارویی مبتنی بر ساختار به ما ارائه دهد.

سوئیچ های عکس به طور انتخابی نورون های فردی را فعال می کنند

در مطالعه حاضر، به تفصیل در طبیعت ارتباطاتمحققان PSI بر واکنشی که در مقیاس های زمانی نانوثانیه تا میلی ثانیه رخ می دهد تمرکز کردند. با این حال، آنها همچنین داده هایی را جمع آوری کردند که بخش فتوشیمیایی واکنش را از فمتوثانیه تا پیکو ثانیه پوشش می داد. آنها اکنون در حال تکمیل تجزیه و تحلیل این نتایج هستند و امیدوارند به زودی مقاله جدیدی در مورد این کار منتشر کنند.

Standfuss می‌گوید: «در نهایت، ما می‌خواهیم یک فیلم مولکولی تولید کنیم که واکنش کامل چگونگی تغییر شکل یک داروی فتوفارماکولوژیک در 15 مرتبه بزرگی در زمان را پوشش دهد. دنیای فیزیک. "چنین امتداد زمانی به ما اجازه می دهد تا طولانی ترین داده های ساختاری پویا را برای هر گونه تداخل دارویی-پروتئینی تا به امروز بدست آوریم."

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• پلاتوبلاک چین. Web3 Metaverse Intelligence. دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• منبع: https://physicsworld.com/a/molecular-photoswitch-could-help-create-better-anti-cancer-drugs/