분자 광 스위치는 더 나은 항암제를 만드는 데 도움이 될 수 있습니다.

스위스 X선 자유 전자 레이저(스위스펠) 및 스위스 광원(SLS), PSI(Paul Scherrer Institute)의 연구원들은 광약리 약물이 단백질 표적에 어떻게 결합하고 방출하는지를 보여주는 최초의 비디오를 제작하는 데 성공했습니다. 이 필름은 보다 효율적인 치료법을 설계하는 데 중요한 지식인 리간드-단백질 결합에 대한 이해를 높이는 데 도움이 될 수 있습니다.

광약리학은 암과 같은 질병을 치료하기 위해 빛에 민감한 약물을 사용하는 새로운 의학 분야입니다. 약물 분자는 예를 들어 종양과 같은 신체의 목표 영역에 도달하면 광 펄스에 의해 활성화되는 분자 "광 스위치"를 포함합니다. 그런 다음 다른 빛의 펄스를 사용하여 약물을 비활성화합니다. 이 기술은 기존 약물의 잠재적인 부작용을 제한하는 데 도움이 될 수 있으며 약물 내성 발달을 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

새로운 연구에서 막시밀리안 와닉 와 요르그 스탄푸스 항암 치료제로 많은 가능성을 보여주는 분자인 콤브레타스타틴 A-4(CA4)를 연구했습니다. CA4는 세포 분열에 중요한 신체의 중요한 단백질인 튜불린 단백질에 결합하여 종양의 성장을 늦춥니다.

연구팀은 두 개의 질소 원자로 구성된 아조벤젠 다리를 추가하여 감광성을 만드는 CA4 분자를 사용했습니다. "구부러진 형태에서 이 분자는 튜불린의 리간드 결합 포켓에 완벽하게 결합하지만 빛을 비추면 늘어나서 표적에서 멀어지게 합니다."라고 Standfuss는 설명합니다.

Tubulin은 CA4 분자의 변화하는 모양에 적응합니다.

밀리초 단위로 원자 수준에서 발생하는 이 프로세스를 더 잘 이해하기 위해 Wranik과 Standfuss는 SLS 싱크로트론과 SwissFEL에서 시간 분해 연속 결정학이라는 기술을 사용했습니다.

연구자들은 CA4가 튜불린에서 어떻게 방출되는지와 단백질에서 일어나는 형태적 변화를 관찰했습니다. 그들은 CA1가 비활성화된 후 100ns에서 4ms 사이에 4개의 스냅샷을 얻었습니다. 그런 다음 그들은 이 스냅샷을 결합하여 아조벤젠 결합의 시스-트랜스 이성질체가 CA4의 튜불린 친화성을 변화시켜 단백질에서 결합을 해제한다는 것을 보여주는 비디오를 제작했습니다. 튜불린은 다시 재형성되기 전에 리간드 방출 직전에 바인딩 포켓을 "붕괴"시켜 CAXNUMX 친화력의 변화에 ​​적응합니다.

"리간드 결합 및 결합 해제는 우리 몸의 대부분의 단백질에 중요한 기본 과정입니다."라고 Standfuss는 말합니다. “우리는 항암제 표적에서 그 과정을 직접 관찰할 수 있었습니다. 기본적인 통찰력 외에도 단백질과 그 리간드 사이의 동적 상호 작용을 더 잘 해결하여 구조 기반 약물 설계를 개선할 수 있는 새로운 시간적 차원을 제공할 수 있기를 바랍니다.”

포토 스위치는 개별 뉴런을 선택적으로 활성화합니다.

현재 연구에서는 자연 통신, PSI 연구원들은 나노초에서 밀리초 시간 척도에서 발생하는 반응에 집중했습니다. 그러나 그들은 또한 펨토초에서 피코초까지 반응의 광화학적 부분을 다루는 데이터를 수집했습니다. 그들은 현재 이러한 결과에 대한 분석을 완료하고 있으며 곧 이 작업에 대한 새 논문을 발표하기를 희망합니다.

"궁극적으로, 우리는 광약리학 약물이 시간의 15배에 걸쳐 그 모양이 어떻게 변하는지에 대한 완전한 반응을 다루는 분자 영화를 제작하고자 합니다."라고 Standfuss는 말합니다. 물리 세계. "이러한 시간 연장은 현재까지 약물-단백질 상호 작용에 대한 가장 긴 동적 구조 데이터를 얻을 수 있게 해 줄 것입니다."

• SEO 기반 콘텐츠 및 PR 배포. 오늘 증폭하십시오.
• 플라토 블록체인. Web3 메타버스 인텔리전스. 지식 증폭. 여기에서 액세스하십시오.
• 출처: https://physicsworld.com/a/molecular-photoswitch-could-help-create-better-anti-cancer-drugs/