İlaç Tasarımlarında Güçlü, Spesifik Bağlayıcı Proteinler Üretebilen Yeni Yöntem
Fotoğraf: İnsülin reseptörüne (solda) ve influenza virüsünün bir bileşenine (sağda) bağlanmak üzere tasarlanmış küçük proteinler (koyu gölge).
Bilim insanlarından oluşan bir ekip, protein ilaçları üretmek için güçlü yeni bir yöntem oluşturdu. Bilgisayarlar aracılığıyla, virüslerin yüzeyindeki savunmasız proteinleri hedefleyebilen vücudumuzdaki insülin reseptörü gibi önemli proteinlere benzer moleküller tasarladılar. Bu tasarım, ilaç geliştirmede uzun süredir devam eden bir soruna çözüm getirirken; kanser, diyabet, enfeksiyon, iltihaplanma ve daha fazla hastalık için yeni tedavilere zemin hazırlayabilir.
Araştırma, bugünlerde Nature dergisinde yer aldı, Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde biyokimya profesörü ve 2021 Yaşam Bilimlerinde Atılım Ödülü’nün sahibi olan David Baker’ın laboratuvarındaki bilim insanları tarafından yönetildi.
Baker, “İstediğiniz herhangi bir moleküler hedefe sıkıca ve spesifik olarak bağlanan yeni proteinler üretme kabiliyeti, ilaç geliştirme ve moleküler biyolojideki yaklaşımın daha geniş bir değişimidir.” dedi.
Antikorlar günümüzün en yaygın protein bazlı ilaçlarıdır. Tipik olarak, belirli bir moleküler hedefe bağlanarak işlev görürler ve bu hedef daha sonra ya aktive olur ya da deaktive olur. Antikorlar, COVID-19 ve kanser dahil olmak üzere çok çeşitli sağlık sorunlarını tedavi edebilir bununla birlikte yenilerini tasarlamakta zordur. Antikorların üretimi de maliyetli olabilir.
Baker laboratuvarında iki doktora sonrası bilim insanı -Longxing Cao ve Brian Coventry- tarafından yönetilen ekip, moleküler hedefleri antikorlara benzer bir şekilde bağlayan yeni proteinler oluşturarak bir stratejiye ulaşmak için hesaplamalı protein tasarımı alanındaki son gelişmeleri birleştirdi. Hedef bir molekülü tarayabilen, potansiyel bağlanma bölgelerini tanımlayabilen, bu bölgeleri hedefleyen proteinler üretebilen ve daha sonra işlev görme olasılığı en yüksek olanları belirlemek için milyonlarca aday bağlayıcı proteini tarayabilen bir yazılım geliştirdiler.
Ekip, 12 farklı moleküler hedefe karşı yüksek afiniteli bağlayıcı proteinler üretmek için yeni yazılımı kullandı. Bu hedefler TrkA, EGFR, Tie2 ve insülin reseptörü gibi önemli hücresel reseptörlerin yanı sıra influenza virüsünün ve SARS-CoV-2’nin (COVID-19’a neden olan virüs) yüzeyindeki proteinleri içermekte.
Westlake Üniversitesi’nde yardımcı doçent olan Cao, “Yeni ilaçlar yaratmaya gelince, kolay hedefler ve zor hedefler var” dedi. “Bu yazıda, çok zor hedeflerin bile bu yaklaşıma uygun olduğunu gösteriyoruz. Bilinen bağlayıcı ortakları veya antikorları olmayan bazı hedeflere bağlayıcı proteinler yapabildik.”
Ekip, seçilen 12 moleküler hedef için toplamda yarım milyondan fazla aday bağlayıcı protein üretti. Bu büyük aday bağlama proteinleri havuzundan toplanan veriler, genel yöntemi geliştirmek için kullanıldı.
Coventry, “Bu moleküllerin klinik bağlamda nasıl kullanılabileceğini ve daha da önemlisi, protein ilaçlarını tasarlamaya yönelik bu yeni yöntemin gelecekte daha da umut verici bileşiklere nasıl yol açabileceğini görmek için sabırsızlanıyoruz” dedi.
Kaynak : phys.org
