Новый метод идентификации белков ускоряет разработку лекарств

Исследователи из Гётеборгского университета разработали новый способ идентификации белков и их функций, который не требует анализа их структуры. Метод быстрее, проще и надежнее предыдущих.

Традиционно считается, что функция белка в клетке определяется его структурой. Однако многие белки не имеют четко определенной структуры.

Ученый Гергей Катона создал метод, при котором белки сканируются на основе количества и типа содержащихся в них аминокислот (или атомов), а не их структуры. Используя этот подход, исследователи смогли с надежностью около 80% предсказать, какая комбинация аминокислот необходима для связывания с белком survivin. Это лучше, чем при использовании для идентификации первичной структуры белка. Результаты опубликованы в журнале iScience.

Структура менее важна

Протестировав несколько тысяч пептидов, содержащих по 15 аминокислот, исследователи пришли к выводу, что на связывание с survivin влияет именно содержание аминокислот, в то время как структура пептидов почти не имела значения.

"Простой подсчет часто оказывается успешным методом в науке. Здесь мы подсчитали количество аминокислот и смогли удивительно хорошо предсказать функцию белка", — говорит Гергей Катона.

Этот метод сканирования белков имеет преимущества. Машинное обучение (ИИ) ускоряет процесс установления связи между количеством и типом аминокислот и определенной функцией. Это, в свою очередь, может ускорить разработку новых биологических препаратов.

В ходе экспериментов с новым методом также была обнаружена совершенно новая функция белка survivin. Этот белок в основном активен в клетках эмбриона и предотвращает запрограммированную гибель клеток (апоптоз). Однако в раковых опухолях survivin выходит из-под контроля и способствует развитию рака.

Применение в исследованиях рака

Исследователи обнаружили, что survivin напрямую влияет на другой белок — PRC2, который, подобно программированию, включает и выключает различные функции в ДНК клетки. Дисфункция PRC2 также связана с различными формами рака.

Современные противораковые препараты нацелены как на survivin, так и на PRC2. Однако с учетом вновь обнаруженной связи между ними, лекарства, возможно, потребуется разрабатывать иначе, чтобы избежать серьезных побочных эффектов.

"Мы увидели, что если подавить уровень survivin, активность PRC2 возрастает. Мечта фармацевтических компаний — найти правильные мишени в атомных последовательностях, чтобы сбалансировать эти два белка", — говорит Гергей Катона.