Изследователите подобряват способността на протеина да възстановява окислителното увреждане на ДНК

Изследователи от Karolinska Institutet и SciLifeLab в Швеция описват в проучване, публикувано в наука как те са подобрили способността на протеина да възстановява окислителното увреждане на ДНК и са създали нова протеинова функция. Тяхната иновативна техника може да доведе до подобрени лекарства за заболявания, включващи оксидативен стрес, като рак, болест на Алцхаймер и белодробни заболявания, но изследователите смятат, че има още по-голям потенциал.

Разработването на лекарства отдавна се основава на намиране на специфични патогенни протеини и създаване на лечения, които включват блокиране на тези протеини по различни начини. Въпреки това, много заболявания са причинени от загуба или намаляване на протеиновата функция, която не може да бъде директно насочена чрез използване на инхибитори.

Въз основа на откритие, носител на Нобелова награда

В настоящото проучване изследователи от Института Каролинска подобриха функцията на протеин, наречен OGG1, ензим, който възстановява окислителното увреждане на ДНК, замесено в стареенето и заболявания като болестта на Алцхаймер, рак, затлъстяване, сърдечно-съдови заболявания, автоимунни заболявания и белодробни заболявания.

За да проведе изследването си, групата използва метод, наречен органокатализа, инструмент, разработен от Бенджамин Лист и Дейвид WC MacMillan, които бяха удостоени с Нобелова награда за химия за 2021 г. Методът се основава на откритието, че малките органични молекули могат да служат като катализатори и да предизвикват химични реакции, без самите те да са част от крайния продукт.

Изследователите изследват как такива катализаторни молекули, описани преди това от други, се свързват с OGG1 и влияят на неговата функция в клетките. Една от молекулите се оказа особено интересна.

Десет пъти по-ефективен

Когато въведем катализатора в ензима, ензимът става десет пъти по-ефективен при възстановяване на окислително увреждане на ДНК и може да изпълнява нова възстановителна функция.

Морис Мишел, първият автор на изследването, асистент, Катедра по онкология и патология, Karolinska Institutet

Катализаторът направи възможно ензимът да отреже ДНК по необичаен начин, така че той вече не изисква неговия редовен протеин APE1 да работи, а друг протеин, наречен PNKP1.

Изследователите вярват, че OGG1 протеините, подобрени по този начин, могат да образуват нови лекарства за заболявания, в които е замесено оксидативно увреждане. Въпреки това, професор Томас Хеледей от Катедрата по онкология и патология, Karolinska Institutet и последният автор на изследването също виждат по-широки приложения, където концепцията за добавяне на малка молекула катализатор към протеин се използва за подобряване и промяна на други протеини.

Генерират се нови протеинови функции

„Вярваме, че тази технология може да предизвика промяна в парадигмата във фармацевтичната индустрия, при която се генерират нови протеинови функции, вместо да бъдат потискани от инхибитори“, казва Томас Хеледей. “Но техниката не се ограничава до лекарства. Приложенията са практически неограничени.”

Проучването е финансирано от множество органи, включително Европейския изследователски съвет, Шведския изследователски съвет, Фондация Крафорд, Шведското раково дружество, Фондация Торстен и Рагнар Сьодерберг и Фондация д-р Оке Олсон за хематологични изследвания.

Много от изследователите, участващи в проучването, са изброени в заявка за патент относно OGG1 инхибитори и са свързани с организацията, която притежава патента. Двама са наети в Oxcia AB, която лицензира патента, а много са акционери в компанията.

Източник:

Референтен журнал:

Мишел, М., et al. (2022) Активирането с малка молекула на OGG1 увеличава възстановяването на окислителното увреждане на ДНК чрез придобиване на нова функция. наука. doi.org/10.1126/science.abf8980.

.