一个由塞维利亚大学与西班牙国家研究委员会联合中心——化学研究所牵头组成的国际团队,开发出一项新技术,将加速针对离子通道的药物设计。离子通道是一种细胞膜蛋白,与从精神疾病到多种癌症的众多疾病相关。

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这项与东英吉利大学和夸德拉姆研究所(均位于英国)合作开展的研究已发表于《美国化学会志》。离子通道是调控离子进出细胞的细胞膜蛋白,在神经传递、肌肉收缩和免疫反应等多种生理过程中至关重要,其功能失调与众多疾病相关,因此成为极具价值的治疗靶点。

化学研究所的赫苏斯·安古洛解释道:“此前研究药物与这些蛋白质的相互作用需要将其分离,这一技术复杂的过程可能改变其行为。我们基于核磁共振的技术可在活细胞中研究这些相互作用,从而提供更具生物学相关性的信息。”这项新技术更快速(实验耗时不足一小时)、更经济且显著简化,无需复杂的蛋白质纯化或样品处理流程。

研究人员认为他们的方法可成为构效关系研究的标准工具,这类研究旨在理解分子化学结构与其药理作用之间的关联。东英吉利大学的莉安·斯托克斯表示:“我们的技术可显著加速针对离子通道及其他膜蛋白的药物开发,为从神经性疾病、心血管疾病到代谢性疾病和肿瘤性疾病等多领域开辟新的研究可能。”

这项新技术已在P2X7受体上完成测试,该离子通道是抑郁症、某些自闭症谱系障碍及特定癌症的治疗靶点。诺里奇夸德拉姆研究所研究员塞雷娜·摩纳哥指出:“我们证明了能够在活细胞上识别药物的哪些部分与蛋白质相互作用,从而优化这些相互作用——这是开发更高效、更特异性药物的关键信息。”

此外,借助IIQ-CSIC-US开发的软件,作者将实验数据与通过生物信息学生成的药物-受体结合三维模型相结合,得以验证哪些计算机生成模型与实际实验室观测结果吻合。安古洛生动比喻:“药物与蛋白质的相互作用好比锁与钥匙:膜蛋白是锁,药物是我们的钥匙。我们不仅要找到正确的钥匙,还需掌握如何插入才能更有效地开启。”研究人员总结道:“生物信息学模型对于设计新药至关重要。能够在活细胞上验证三维计算机模型,标志着针对这些蛋白质的药物开发进入了新范式。”


文章标签: #药物研发 #离子通道 #核磁共振 #膜蛋白 #生物信息

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