新的系统可以识别药物,针对许多疾病中至关重要的“不可药物”酶
一种新的药物发现系统使科学家们能够专门针对一个重要的酶家族的成员,即磷酸酶,这些酶以前被认为是“不可用的”。
来自英国剑桥医学研究委员会(MRC)分子bob88体育平台登录生物学实验室的科学家们通过识别一种可以成功靶向a的分子,证明了新系统的能力磷酸酶以减少小鼠大脑中亨廷顿舞蹈病相关蛋白质的积累。
该研究结果发表在细胞这项研究可以帮助科学家筛选靶向特定磷酸酶的药物。磷酸酶是一种酶,是信号传递的关键部分细胞-打开和关闭进程。大多数信号都是从激活信号开始的——通常是当一种叫做激酶的酶把一个化学标签,一个磷酸基附着在特定的蛋白质上,从而改变它们的功能。这个信号被磷酸酶阻断,它切断了磷酸基。
有超过200种类型的磷酸酶参与细胞中许多不同的过程,所以任何药物必须有选择性地只针对正确的细胞,否则会产生严重的副作用或杀死细胞。
许多针对特定激酶的药物已经被开发出来了(比如抗癌药物),但是开发针对特定磷酸酶的药物已经被证明是困难的——因为切断磷酸基团的功能部分对所有磷酸酶都是共同的,所以给一种磷酸酶下药会抑制数百种磷酸酶并杀死细胞。
来自MRC分子生物学实验室的Anne Bertolotti博士领导了这项研究,她说:“几十年来,由于没有办法选择性地靶向磷酸酶,对它们的研究落后于激酶,它们被描述为不可药物。我们的新系统只是第一步,但我们希望解决这个问题将刺激磷酸酶研究和药物开发。
“针对磷酸酶,而不是激酶,就像针对细胞信号的刹车,而不是加速器。通过抑制磷酸酶,我们延长了已经开启的信号事件,这可能提供更安全的方法来特异性地改变细胞中的信号,并有助于创造副作用更少的新药。”
新系统是在此基础上建立起来的以前的工作他们是由同样的科学家发明的功能性合成磷酸酶蛋白。
这些合成的磷酸酶被拴在芯片上,这样就可以对它们进行筛选,以找到与一种类型的磷酸酶结合而不与其他类型的磷酸酶结合的分子。然后在培养皿中培养的细胞中测试成功的分子,以检查它的安全性,然后开始在小鼠身上进行测试。
针对亨廷顿舞蹈症
研究人员利用该系统发现了一种分子,这种分子在亨廷顿舞蹈症的小鼠模型中显示出了希望。
许多神经退行性疾病,如阿尔茨海默氏症、帕金森氏症和亨廷顿氏症,其特征是错误折叠的蛋白质在大脑细胞中积累。研究人员希望,减缓细胞产生蛋白质的速度,可以让细胞的“质量控制机制”有更大的能力清除错误折叠的蛋白质。
在这项研究中,他们的目标是减缓细胞的蛋白质通过靶向特定的磷酸酶(指定为'PPP1R15B')来生产机械。他们使用新的药物发现平台,发现了一种名为Raphin1的分子,只针对这种磷酸酶。
当他们在患有亨廷顿舞蹈症的小鼠模型中测试Raphin1时,他们发现它可以进入大脑,减少神经元中与疾病相关的错误折叠蛋白质的积累。科学家们强调,这只是早期研究,还需要做更多的工作来测试这种药物对人类是否安全或有效。
安妮·贝托洛蒂博士说:“由于亨廷顿舞蹈症在家族中遗传,可以通过基因诊断,早期诊断可以为我们提供一个机会窗口疾病在症状出现之前。我们独特的方法操纵细胞减慢正常功能,并给它们一个机会清除错误折叠的蛋白质,这是亨廷顿舞蹈症的特征。然而,我们还需要几年的时间才能知道这种方法是否适用于人类,是否安全。”