Ученые из Сколтеха, МФТИ и Университета Южной Калифорнии разработали новый вычислительный метод для дизайна термостабильных рецепторов связанных с G-белками. Такие рецепторы очень полезны при создании новых лекарственных препаратов. С помощью этого метода уже удалось получить структуры нескольких важных рецепторов человека. Обзор на новый метод опубликован в престижном научном журнале Current Opinion on Structural Biology.
Рецепторы – молекулы, способные улавливать и передавать сигнал –ключевые игроки в регуляции работы организма. Рецепторы, сопряженные с G-белками (GPCR) – одно из самых известных белковых семейств у человека, принимающее участие в процессах зрения, обоняния, иммунного ответа и мозговой деятельности. В связи с этим GPCR – одни из основных мишеней для лекарственных препаратов. Но, чтобы использовать рецептор в качестве мишени нужно иметь очень хорошее представление о его строении, точно также как не получится сделать хороший ключ, не исследовав замочную скважину. Изучать рецепторы куда сложнее, чем ключи с замками, в искусственных условиях, извлеченный из мембраны клетки, рецептор обычно очень нестабилен. На помощь приходят вычислительные методы, позволяющие точно предсказывать уязвимые участки в рецепторе и то, как их нужно изменить, чтобы повысить его стабильность.
«Структурные исследования рецепторов GPCR имеют большую научную и прикладную значимость - эти белки являются мишенью для примерно 30–40% лекарственных препаратов. В нашем методе используются несколько подходов, включая машинное обучение, молекулярное моделирование и биоинформатический анализ, разработанные с учетом особенностей рецепторов GPCR. Комплементарность используемых подходов позволяет эффективно предсказать, какие минимальные изменения можно внести в рецептор для повышения его стабильности, тем самым способствуя получению его молекулярной структуры.» - рассказывает профессор Центра Сколтеха по научным и инженерным вычислительным технологиям для задач с большими массивами данных Петр Попов.
C помощью метода, разработанного учеными из Сколтеха, МФТИ и Университета Южной Калифорнии удалось получить структуры 4 важных рецепторов человека, среди которых каннабиноидный рецептор, участвующий в передаче сигнала в головном мозге и восприятии боли, и простогландиновый рецептор, связанный с воспалительными процессами в организме человека. Результаты этих исследований опубликованы в топовых научных журналах Cell и Nature Chemical Biology.
*****
Сколковский институт науки и технологий (Сколтех) – негосударственное научно-образовательное учреждение. Созданный в 2011 году при участии Массачусетского технологического института (МТИ), институт готовит новые поколения исследователей и предпринимателей, развивает научные знания и содействует технологическим инновациям с целью решения важнейших проблем, стоящих перед Россией и миром в новом тысячелетии. Сколтех строит свою работу, опираясь на опыт лучших российских и международных образовательных и исследовательских институтов. При этом особый акцент делается на преподавание навыков предпринимательской и инновационной деятельности. Сайт: http://www.skoltech.ru/
