研究人員繪製了蛋白質晶體結構圖促進中風、糖尿病、痴呆的治療

藥物就像太空船進入國際空間站一樣附著在我們體內的蛋白質上。詳細描述這個過程可以揭示很多藥物是如何起作用的-以及新的藥物應該採取什麼形式。

西弗吉尼亞大學的研究人員繪製了我們細胞中一種蛋白質的晶體結構，並首次確定了藥物如何鎖住它。調查結果載於通訊化學，「自然」雜誌。

這項由西弗吉尼亞臨床與翻譯科學研究所資助的研究以一種名為「mitoNEET」的蛋白質為中心。mitoNEET棲息在我們線粒體的外膜上，就像發電廠給我們的細胞注入能量一樣。

「mitoNEET是以代謝為基礎的疾病的一個新的治療靶點，可能會導致阿爾茨海默病和中風的疾病治療，」藥學院和醫學院的副教授WernerGeldenhuys說。他和他的同事-包括WVU醫學院助理教授Aaron Robart，WVU醫學院專業項目助理院長John Hollander，以及馬歇爾大學藥學院副教授TimothyLong-實施了這個項目。

羅巴特說：「這種蛋白質與許多很難對付的疾病有關：糖尿病、中風、心臟病。」「我們還不知道蛋白質會起什麼作用，但它就在細胞的發電站附近，所有這些疾病對它們都有一個能量流的主題。」

為了探索mitoNEET在我們的能量過程中的作用，研究人員從細菌過度表達和動物模型中分離出mitoNEET。然後他們合成了11個類似於速尿的分子-一種以Lasix品牌出售的普通利尿劑-並向他們暴露了mitoNEET。

在分子與mitoNEET結合後，研究人員建立了配對的原子對圖。他們遠程控制阿貢國家實驗室的先進光子源-用超高亮度、高能X射線轟擊樣品-精確地揭示這些分子是如何聚集在一起的。

研究小組發現，這些分子停靠在構成蛋白質一部分的鐵和硫原子簇中。Raisa Nu ez是一名參加研究學徒方案的大學生，他收集了初步的結構數據。羅巴特說：「這突出表明，重大的科學發現可以出現在任何職業層面。」

Hollander說：「這些發現很重要，因為它們使我們能夠繼續了解線粒體和生物能量學在許多疾病狀態中所起的作用。」「通過靶向治療來調節線粒體功能可能是藥物發現的重要途徑。」

了解mitoNEET的細胞功能可以通過改變蛋白質的活性來提高藥物的性能。例如，在藥物的分子結構中增加一個額外的氧基團可以極大地加強它與mitoNEET的結合，並消除與其他細胞蛋白的非預期結合。

服用這種藥物的病人的潛在結果是什麼？更好的癥狀緩解。

「這個項目的成功確實說明了被認為是基礎科學的方法如何能夠提供對臨床問題的相當深入的洞察，」醫學學院生物化學系的主席邁克爾·夏勒說。他說：「這亦顯示出以擁有不同專業知識的成員組成的小組處理問題的能力。」

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