Moleküler fotoanahtar, daha iyi kanser önleyici ilaçlar oluşturmaya yardımcı olabilir

İsviçre X-ışını serbest elektron lazerindeki ölçümler sayesinde (İsviçreFEL) ve İsviçre Işık Kaynağı (SLS), Paul Scherrer Enstitüsü'ndeki (PSI) araştırmacılar, bir fotofarmakolojik ilacın protein hedefine nasıl bağlandığını ve ondan nasıl salındığını gösteren ilk videoları üretmeyi başardılar. Bu filmler, daha verimli terapötikler tasarlamak için önemli olacak olan ligand-protein bağlanması anlayışımızı geliştirmemize yardımcı olabilir.

Fotofarmakoloji, kanser gibi hastalıkları tedavi etmek için ışığa duyarlı ilaçların kullanımını içeren yeni bir tıp alanıdır. İlaç molekülleri, vücuttaki hedef bölgeye, örneğin bir tümöre ulaştıklarında ışık atımlarıyla etkinleştirilen moleküler "fotoanahtarlar" içerir. İlaç daha sonra başka bir ışık darbesi kullanılarak devre dışı bırakılır. Teknik, geleneksel ilaçların potansiyel yan etkilerini sınırlamaya yardımcı olabilir ve ayrıca ilaç direncinin gelişimini hafifletmeye yardımcı olabilir.

Yeni çalışmada, liderliğindeki araştırmacılar Maximilian Wranik ve Jörg Standfuss bir anti-kanser tedavisi olarak umut vaat eden bir molekül olan kombretastatin A-4'ü (CA4) inceledi. CA4, vücutta hücre bölünmesi için önemli olan çok önemli bir protein olan tubulin proteinine bağlanır ve tümörlerin büyümesini yavaşlatır.

Ekip, iki nitrojen atomundan oluşan bir azobenzen köprüsünün eklenmesiyle ışığa duyarlı hale getirilen bir CA4 molekülü kullandı. Standfuss, "Bükülmüş haliyle bu molekül, tübülindeki ligand bağlama cebine mükemmel bir şekilde bağlanır, ancak ışık aydınlatması üzerine uzar ve onu hedefinden uzaklaştırır," diye açıklıyor Standfuss.

Tubulin, CA4 molekülünün değişen şekline uyum sağlar

Milisaniye zaman ölçeklerinde ve atomik seviyede gerçekleşen bu süreci daha iyi anlamak için Wranik ve Standfuss, SLS senkrotron ve SwissFEL'de zamana bağlı seri kristalografi adı verilen bir teknik kullandılar.

Araştırmacılar, CA4'ün tubulin'den nasıl salındığını ve ardından proteinde meydana gelen konformasyonel değişiklikleri gözlemlediler. CA1 devre dışı bırakıldıktan 100 ns ila 4 ms sonra dokuz anlık görüntü elde ettiler. Daha sonra bu anlık görüntüleri birleştirerek, azobenzen bağının cis-trans izomerleşmesinin CA4'ün tubulin afinitesini değiştirdiğini ve böylece proteinden ayrıldığını ortaya çıkaran bir video üretmek için birleştirdiler. Tübülin, ligand salınmasından hemen önce, tekrar yeniden oluşmadan önce bağlanma cebini "çöktürerek" CA4'ün afinitesindeki değişime uyum sağlar.

Standfuss, "Ligand bağlama ve çözme, vücudumuzdaki çoğu protein için kritik olan temel bir süreçtir" diyor. "Bir kanser ilacı hedefindeki süreci doğrudan gözlemleyebildik. Temel içgörünün yanı sıra, proteinler ve ligandları arasındaki dinamik etkileşimi daha iyi çözmenin, yapıya dayalı ilaç tasarımını geliştirmek için bize yeni bir zamansal boyut sağlayacağını umuyoruz."

Fotoanahtarlar seçici olarak bireysel nöronları etkinleştirir

Mevcut çalışmada, ayrıntılı olarak Doğa İletişim, PSI araştırmacıları nanosaniye ila milisaniye zaman ölçeklerinde meydana gelen reaksiyona odaklandı. Bununla birlikte, reaksiyonun fotokimyasal kısmını femtosaniyeden pikosaniyeye kadar kapsayan verileri de topladılar. Şimdi bu sonuçların analizini tamamlıyorlar ve yakında bu çalışma hakkında yeni bir makale yayınlamayı umuyorlar.

Standfuss, "Nihayetinde, bir fotofarmakolojik ilacın şeklini zaman içinde 15 büyüklükte nasıl değiştirdiğinin tam reaksiyonunu kapsayan moleküler bir film üretmek istiyoruz" dedi. Fizik dünyası. "Böyle bir zaman aralığı, bugüne kadarki herhangi bir ilaç-protein etkileşimi için en uzun dinamik yapısal verileri elde etmemizi sağlayacaktır."

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• Plato blok zinciri. Web3 Metaverse Zekası. Bilgi Güçlendirildi. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/molecular-photoswitch-could-help-create-better-anti-cancer-drugs/