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科学家有望开发出抵御心脏疾病的潜在诺贝尔胶囊物

更新时间:2020-02-05 22:20:03

  近日,刊登在国际杂志PNAS上的一项研究报告中,来自加州大学圣地亚哥分校和澳洲莫纳斯大学的研究人员通过利用一种特殊的计算机方法在毫秒之间的间隔进行取样,从而就鉴别出了能够选择性抵御多种心脏疾病的潜在药物,包括心力衰竭和心律失常等。

  文章中研究者利用复杂的计算指令(戈登和彗星计算能力)以及加速分子动力学(aMD)知识,对蛋白质结构进行了一项空前的调查,加速分子动力学技术能够对无数形状及构象繁多的蛋白分子进行完全地取样。文章第一作者Yinglong Miao说道,Gordon的超级计算力量能够帮助我们进行成百上千个毫微秒级别的aMD模拟,从而就能够在复杂的生物分子中捕捉毫秒时间级别的事件。

  尽管上述技术在很多时候都非常有效,但如今的心脏药物却会带来一定副作用,很多的心脏病药物都扮演着M2毒蕈碱乙酰胆碱受体(M2 mAChRs)的角色,该受体能够降低心率以及心脏收缩;M2 mAChRs主要的正性结合位点的遗传序列具有高度保守性,而且其至少还在其它四种类型的受体中存在。基于这样的原因,制药商们在不断寻找不同的方法,终他们锁定了名为“变构效应结合位点”的分子靶点,该位点距离受体的主要结合位点较远,而且可以建立多样化的遗传序列,从本质上来讲,变构调节子可以作为细胞的“调光器”,一旦其被开启就会调整靶向受体的激活和药理学特性。

  研究者J. Andrew McCammon表示,变构位点能够表现出很大的序列多样性,同时也可以作为设计选择性治疗制剂的新型靶点。尤其药物制造商们开始积极寻找变构调节子来调节药物与G蛋白偶联受体(GPCRs)的结合,GPCRs是动物、植物等有机体中大且具有多样性的细胞膜受体,这些细胞膜受体扮演着收件箱的作用,其能够收发光能、激素、神经递质等“信件”,同时在人类机体中行使着多种多样的功能。

  实际上,市场上有三分之一至二分之一的药物都通过结合GPCRs来发挥作用,治疗多种疾病,包括癌症、哮喘症、精神分裂症、阿尔兹海默氏症及帕金森疾病等。尽管许多GPCR药物都放到了柜台上,但包括M2 mAChRs靶向药物在内的很多药物往往都会因为缺少特异性而表现出一定的副作用,所有这些药物都能靶向作用受体的正性结合位点,从而产生一种推动力帮助寻找更具有靶向性的疗法。

  研究者在文章中写道,本文研究首次成功地阐明了一种基于结构的方法来鉴别化学多样性以及选择性的GPCR变构调节子,这对于后期进行结构活性的关联性研究或将提供一定的研究基础。下一步研究者将会急需深入研究来调查这些新型分子的化学特性。当然本文研究仅仅是开始的第一步,研究者相信,未来他们将会利用更多尖端的新技术来寻找引发多种严重疾病的新型受体靶点。

心律失常

老年性黄斑变性心力衰竭

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