پژوهشگران دانشگاه علوم پزشكي تهران طی مطالعهای که نتایج آن در مجله Scientific Reports منتشر شده به یافتهای رسیده اند که میتواند مسیر طراحی داروهای دقیقتر و کمعارضهتر را برای درمان بیماریهایی مانند سرطان، اختلالات انعقاد خون و بیماریهای التهابی هموار کند.
به گزارش دیدهبان علم ایران، محققان در این پژوهش با استفاده از شبیهسازیهای پیشرفته دینامیک مولکولی، مهمترین «نقاط داغ» (Hotspots) مولکولی در خانواده آنزیمهای متالوکربوکسیلپپتیداز (Metallocarboxypeptidases یا MCPs) را شناسایی کردند؛
متالوکربوکسیلپپتیدازها گروهی از آنزیمها هستند که با حذف اسیدهای آمینه از انتهای پروتئینها و پپتیدها، در فرآیندهای مهم زیستی از جمله هضم، تنظیم هورمونها، انعقاد خون، التهاب و رشد تومورها نقش دارند. از آنجا که اختلال در عملکرد این آنزیمها با بیماریهای مختلف مرتبط است، سالهاست به عنوان یکی از اهداف مهم دارویی مورد توجه پژوهشگران قرار گرفتهاند. با این حال، شباهت زیاد اعضای این خانواده آنزیمی باعث شده طراحی داروهایی که تنها یک آنزیم خاص را هدف قرار دهند، چالشبرانگیز باشد.
امیرحسین اکبرپور ارسنجانی، داوود ربیعی، بابک نگاهداری و همکارانشان در این مقاله، به جای تکیه بر تصاویر ثابت از ساختار آنزیمها، از شبیهسازیهای دینامیک مولکولی استفاده کردند؛ روشی که امکان بررسی حرکت و برهمکنش مولکولها را در طول زمان فراهم میکند. آنها پنج کمپلکس مختلف MCP–پپتید را به مدت ۲۰۰ نانوثانیه شبیهسازی کردند و میلیونها برهمکنش مولکولی را مورد تحلیل قرار دادند تا مهمترین اسیدهای آمینه مؤثر در اتصال پپتیدها به آنزیم را شناسایی کنند.
نتایج نشان داد پنج اسیدآمینه Arg71، Arg127، Glu163، Thr164 و Tyr248 به عنوان «نقاط داغ» مولکولی عمل میکنند؛ نقاطی که نقش اساسی در اتصال پایدار پپتیدها به آنزیم دارند.
پژوهشگران این نقاط را در سه گروه عملکردی طبقهبندی کردند: «نقاط داغ لنگر» که قویترین اتصال را ایجاد میکنند، «نقاط داغ ساختاری» که شکل محل فعال آنزیم را حفظ میکنند و «باقیماندههای پشتیبان» که با برهمکنشهای ضعیفتر، پایداری اتصال را افزایش میدهند.
این مطالعه همچنین وجود برخی اسیدهای آمینه اختصاصی، از جمله Glu270، را در بعضی زیرگروههای MCP نشان داد؛ ویژگیای که میتواند دلیل تفاوت این آنزیمها در شناسایی اهداف مولکولی باشد. به گفته پژوهشگران، شناسایی این تفاوتها میتواند به طراحی مهارکنندههایی منجر شود که تنها یک آنزیم مشخص را هدف قرار میدهند و احتمال بروز عوارض جانبی ناشی از اثر بر سایر آنزیمهای مشابه را کاهش میدهند.
به باور پژوهشگران، این یافتهها چارچوبی تازه برای توسعه مهارکنندههای انتخابیتر فراهم میکند؛ داروهایی که علاوه بر اثربخشی بیشتر، از ایمنی بالاتری نیز برخوردار خواهند بود.
با این حال، پژوهشگران تأکید کردهاند که این نتایج بر پایه شبیهسازیهای رایانهای به دست آمده و برای تبدیل شدن به راهکارهای درمانی، باید در مطالعات بیوشیمیایی و آزمایشگاهی و سپس در مراحل توسعه دارو مورد ارزیابی و تأیید قرار گیرند.
انتهای پیام