Лента TH Новости Биоинженерия



Зелёный свет пептидным лекарствам

∴ 258

Методы Института белковой инженерии Университета Вашингтон способствуют разработке нового поколения препаратов.

1284

Макроциклические пептиды – новое поколение препаратов. Они вызвали интерес со стороны фармацевтической промышленности, поскольку обладают особенными физическими и химическими свойствами. Эти же свойства могут стать основой нового поколения лекарств. Пептиды похожи на молекулы белка, но отличаются меньшим размером, структурой и функциями.

Малые пептиды обладают преимуществами небольших молекул и крупных антител. Аспирин и ритуксимаб соответственно. Главное отличие пептидов в том, что они стабильны, как маленькие молекулы, и работают мощнее антител.
Примером истории успеха макроциклического пептидного лекарственного средства является циклоспорин, используемый в качестве иммунодепрессанта для трансплантации органов и при лечении некоторых аутоиммунных нарушений.
К сожалению, до недавнего времени, ученые не могли систематически конструировать упорядоченные пептидные макроциклы.

Естественные пептиды (которые уже существуют в природе) не могут служить надежными отправными точками для разработки специфических лекарств. Более того, они крайне сложно меняют профиль выполняемых задач.
Вместо того, чтобы искать ответ у природы, исследователи прибегли к скринингу через большие, случайно созданные библиотеки соединений в надежде найти ценный материал.

Статья «Комплексное вычислительное проектирование упорядоченных пептидных макроциклов», успешно решает перечисленные выше проблемы.

Ведущими авторами являются Парисия Хоссейнзадех, Гаурав Бхардвай и Викрам Молиган из медицинской школы Университета Вашингтон и института белковой инженерии Университета Вашингтон. Старший автор исследования – Дэвид Бейкер, профессор биохимии и заведующий институтом. Бейкер также является исследователем медицинского института Ховарда Хьюза.

В статье, мы описываем вычислительные стратегии для разработки пептидов, которые принимают самые разные формы с очень высокой точностью и обеспечивают всестороннее покрытие структур, которые могут образовываться короткими пептидами.Коллективное мнение авторов исследования.

Ученые смогли спроектировать и скомпилировать библиотеку многих новых стабильных пептидных лесов, которые могут служить базовыми платформами для архитектуры новых препаратов. Эти методы можно использованы для собственной разработки пептидов с абсолютно произвольными формами и функциями, исходя из требований пользователя.

Мы выделили огромное количество уникальных форм, которые могут образовывать пептиды. Это буквально руководство для разработки следующего поколения лекарств.Коллективное мнение авторов исследования.

Ключом к контролю геометрии и химии молекул была разработка пептидов с естественными аминокислотами, называемыми L-аминокислотами, и их зеркальными противоположностями, D-аминокислотами. (L и D это латинские слова, обозначающие вращение влево и вправо, поскольку некоторые молекулярные структуры могут иметь левостороннюю или правостороннюю хиральность).

D-аминокислоты увеличили устойчивость пептидов к природным ферментам, что являются причиной разрушения искусственных структур. Включение D-аминокислот в конструкции также позволяет использовать более разнообразные формы.

Проектирование пептидов требует интенсивной вычислительной мощности, что приводит к дорогостоящим вычислениям. Исследователи воспользовались проектом BOINC, о достижениях которого мы писали ранее. Воспользовавшись добровольно предоставленными вычислительными ресурсами – ученые смогли значительно продвинуться в исследованиях. Суперкомпьютер Hyak в Вашингтонском университете также руководил расчетом некоторых фрагментов программы.

Исследователи указали на будущие направления расчетных подходов к проектированию пептидов. Они надеются разработать пептиды, которые смогут проникать внутрь живых клеток. Это качественно может изменить подход к созданию лекарственных препаратов.

В других аспектах ученые планируют добавить новые функциональные возможности в пептидные структуры, стабилизируя связывающие цепи на белково-белковых границах для фундаментальных научных исследований. Клиническое применение данной технологии позволит создавать каркасы для выращивания совершенно новых белковых структур.

Работа была поддержана наградами от Национальных институтов здравоохранения, Вашингтонского исследовательского фонда, Американского онкологического общества, латиноамериканской стипендии Пью и Медицинского института Говарда Хьюза. Были также использованы средства, спонсируемые Министерством энергетики США.

Филипп Дончев