Новое исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, может изменить взгляд ученых на один из самых важных ферментов в медицине в надежде на разработку более эффективных и экономичных препаратов в будущем.
Функции ферментов
Ферменты – это молекулы, которые ускоряют химические реакции внутри клеток. Человеческий организм является “домом” для тысяч ферментов, которые выполняют жизненно важные функции, такие как переваривание жира и распад сахара на глюкозу.
Материалы и методы обследования
Для исследования ученые собирали термофильные бактерии – те, которые процветают при температурах между 41 и 128 градусами по Цельсию – из горячих источников и изолировали фермент P450.
Результаты научной работы
Нитин Джаин (Nitin Jain) и Сара Леммондс (Sara Lemmonds) изучили Cytochrome P450 — фермент, который естественным образом встречается в организме и других средах. Этот фермент имеет решающее значение для метаболизма и содержится в 90% всех фармацевтических препаратов.
Когда препарат вводится, он обычно не полностью выводится организмом, а остаточный избыток может стать токсичным.
“Наша задача связать оставшийся Cytochrome P450 в печени, чтобы гарантировать его безопасное выведение”, – объяснил Леммондс.
Ученые знают, что у Cytochrome P450 существует еще одна замечательная особенность: он может оставаться стабильным при очень высокой температуре. Тот же фермент был обнаружен у бактерий в горячих источниках и вулканических отложениях и, как было установлено, функционирует нормально, несмотря на экстремальные температуры.
«Химические реакции, производимые ферментами человека, более эффективны, когда они происходят в условиях высокой температуры», – сказал Джейн.
До сих пор ученые полагали, что устойчивость Cytochrome P450 к теплу возникла в его жесткой структуре. Однако исследование Джейн и Леммондс предполагает, что эти белки могут быть довольно гибкими.
«Благодаря лучшему пониманию взаимосвязи между гибкостью и высокой температурой, ученые могут спроектировать улучшенные ферменты Cytochrome P450, ориентированные на применение биотехнологий, и разработать лучшие лекарства для людей, производя их в массовом порядке и делая их более экономичными», – сказал Джейн.
До сих пор ученые считали, что устойчивость Cytochrome P450 к теплу возникла в его твердом состоянии. Однако, Леммондс предполагает, что эти белки могут быть довольно гибкими.
«Благодаря лучшему пониманию взаимосвязи между гибкостью и высокой температурой ученые могут разрабатывать улучшенные ферменты Cytochrome P450, предназначенные для биотехнологических применений, и разрабатывать лучшие лекарства для людей, производя их в массовом порядке и делая их более рентабельными”, – сказал Джейн.
Авторы другого исследования утверждают, что искусственные ферменты имитируют механизм детоксикации в клетках печени.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
