Популярный в фармацевтике глицерин оказался способным снижать вероятность успеха в разработке новых лекарств
Новые противотуберкулезные препараты жизненно необходимы в связи с распространением устойчивых штаммов возбудителя этого заболевания. Группа ученых из Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ, Сколтеха и Института биоорганической химии Национальной академии наук Беларуси получила структуры сверхвысокого разрешения цитохрома из возбудителя туберкулеза — Mycobacterium tuberculosis — в комплексе с ингибитором. Данные, полученные биофизиками, показывают, что глицерин (популярная добавка к белковым растворам) может поставить под угрозу структурно-функциональные исследования и препятствовать в разработке лекарств.
Работа опубликована в журнале Acta Crystallographica Section D. Туберкулез остается одним из самых смертоносных заболеваний человека, а количество штаммов, обладающих устойчивостью к существующим лекарственным препаратам, растет каждый год. Необходимость разработки новых средств и методов лечения этой болезни является актуальной задачей для ученых всего мира.
По одной из гипотез, причиной возникновения устойчивости у туберкулезной палочки являются ее цитохромы семейства Р450. Однако функции большинства ферментов этого семейства у патогенной бактерии неизвестны. Подобные цитохромы есть и у человека. Одной из их функций является выведение лекарственных препаратов из организма. Туберкулезная палочка, или Mycobacterium tuberculosis, проникает в наш организм и, как шпион, скрывается от иммунной системы внутри макрофагов. Работа некоторых цитохромов становится для бактерии важнейшим фактором выживания, определяющим, насколько успешно она сможет «прятаться» от иммунной системы.
Понимание того, как работают цитохромы, важно для производителей лекарств. На многих этапах работы с данными белками в лабораториях — от их выделения до структурных исследований — используется глицерин, вещество, повышающее стабильность белка в экспериментальных условиях. Ученые МФТИ, Сколтеха и ИБОХ НАНБ задались вопросом: не влияет ли он на активность фермента?
Валентин Борщевский, заместитель директора Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ, рассказывает: «Ранее нами была решена кристаллографическая структура одного из туберкулезных цитохромов CYP124, связанного с ингибитором CHImi, который служит прототипом для разработки новых противотуберкулезных препаратов. В структуре были обнаружены молекулы глицерина. Чтобы исследовать влияние этой молекулы на фермент, мы установили его структуру в тех же условиях, но без добавления глицерина. Полученная структура сверхвысокого разрешения показала, что лиганд имеет другое пространственное расположение и, более того, несколько конформаций».
Чтобы проверить влияние глицерина на связывание с лигандами, ученые провели функциональные тесты, основанные на спектрофотометрическом титровании. Цитохромы Р450 содержат гем — простетическую группу с железом, из-за чего приобретают красную окраску и имеют характерный спектр поглощения в районе ~450 нм (откуда и название Р450). При связывании с молекулой-мишенью спектр поглощения меняется, что может быть зафиксировано с помощью спектрофотометра. Определяя, каким именно образом изменение спектра зависит от концентрации молекул-мишеней, можно рассчитать константу диссоциации — физико-химическую величину, показывающую, насколько специфично связываются исследуемые молекулы. В данной работе было показано, что добавление глицерина ухудшает связывание на порядок!
Наталья Струшкевич, старший преподаватель Центра молекулярной и клеточной биологии Сколтеха, поясняет: «Нам повезло получить качественные кристаллы для подобного атомного анализа, а также подтвердить, что и в растворе глицерин влияет на способность цитохромов связывать ингибиторы, что может представлять проблему при разработке новых лекарственных препаратов».
Исследование показало, что глицерин, активно использующийся во всех биофизических структурных исследованиях, непосредственно влияет на полученные результаты экспериментов, что может искажать трактовку результатов и вводить исследователей в заблуждение. Особенно это чревато при разработке новых лекарственных препаратов. Необходимо учитывать влияние вспомогательных факторов, таких как глицерин, на объект исследования и грамотно планировать эксперименты.
Telegram 
Дзен 
VK Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
Газовый гигант Elias 2-24b успел набрать массу Юпитера менее чем за миллион лет. Поскольку планета еще формируется, причем довольно далеко от своей звезды, объяснить столь быстрый рост трудно.
Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно