Medicina cinese produce segreti: meccanismo atomica molecola a due teste derivato da Chang Shan, un tradizionale erba cinese

Maggio 20, 2016 Admin Salute 0 11
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Descritto sulla rivista Nature di questa settimana, la struttura mostra in dettaglio atomico come funziona un composto a due teste derivato dal principio attivo di Chang Shan. Gli scienziati hanno saputo che questo composto, chiamato alofuginone (un derivato del febrifugine), può sopprimere parti del sistema immunitario - ma nessuno sapeva esattamente come.

La nuova struttura mostra che, come una chiave nelle opere, alofuginone marmellate gli ingranaggi di una macchina molecolare che svolge "aminoacilazione", un processo biologico importante che permette agli organismi di sintetizzare le proteine ​​di cui hanno bisogno per vivere. Chang Shan, conosciuto anche come Dichroa febrifuga Lour, probabilmente aiuta con febbri malariche perché tracce di una sostanza chimica alofuginone simile in erba interferiscono con questo stesso processo in parassiti della malaria, uccidendoli nel sangue di una persona infetta.




"I nostri nuovi risultati risolto un mistero che ha lasciato perplessi la gente circa il meccanismo d'azione di un farmaco che è stato usato per trattare la febbre da infezione malarica che risale probabilmente 2000 anni o più", ha detto Paul Schimmel, PhD, la Ernest e Jean Hahn Professore e Cattedra di Biologia Molecolare e Chimica e membro dell'Istituto Skaggs di Biologia Chimica presso TSRI. Schimmel ha condotto la ricerca con TSRI borsista postdottorato Huihao Zhou, PhD.

Alofuginone è stato negli studi clinici per il cancro, ma l'immagine ad alta risoluzione della molecola suggerisce ha una modularità che renderebbe utile come modello per creare nuovi farmaci per numerose altre malattie.

Il processo di Aminoacylation e la sua importanza per la vita

Aminoacylation è un passo fondamentale nella sintesi delle proteine, i prodotti finali della espressione genica. Quando i geni sono espressi, la sequenza di DNA viene prima letto e trascritto in RNA, una molecola simile. L'RNA viene poi tradotto in proteine, che sono chimicamente molto diversi da DNA e RNA, ma sono costituiti da catene di molecole di amminoacidi legate insieme nell'ordine richiesto nel DNA.

Necessario per questo processo di traduzione sono un insieme di molecole conosciute come trasferimento RNA (tRNA), che la spola aminoacidi alla crescente catena proteica qualora presenti come perle di una collana. Ma prima che i tRNA possono muoversi le perle in atto, devono prima afferrare loro.

Aminoacylation è il processo biologico in cui le perle del aminoacidi sono attaccati a queste navette tRNA. Una classe di enzimi noti come aminoacil-tRNA è responsabile per collegare gli amminoacidi al tRNA, e Schimmel ei suoi colleghi hanno esaminato i dettagli molecolari di questo processo per anni. Il loro lavoro ha dato scienziati spaccato tutto, dalla prima evoluzione di possibili obiettivi per il futuro sviluppo di farmaci.

Nel corso del tempo ciò che è emerso come l'immagine di questo processo comporta fondamentalmente tre giocatori molecolari: un tRNA, un amminoacido e la sintetasi enzima-tRNA che li unisce. Un quarto molecola chiamata ATP è una forma microscopica di combustibile che viene consumata nel processo.

Il nuovo lavoro mostra che alofuginone ottiene la sua potenza, interferendo con l'enzima sintetasi tRNA che attribuisce la prolina aminoacido al tRNA appropriata. Lo fa bloccando il sito attivo dell'enzima cui sia il tRNA e l'amminoacido si uniscono, con ogni mezzo di alofuginone blocca una parte o dall'altra.

È interessante notare che, ha detto Schimmel, ATP è necessaria anche per l'alofuginone per legare. Niente di simile è mai stato visto prima in biochimica.

"Questo è un esempio notevole in cui un substrato di un enzima (ATP) cattura un inibitore dello stesso enzima, in modo da avere un complesso enzima-substrato-inibitore," ha affermato Schimmel.

L'articolo, "Capture ATP-Directed di Medicina Bioactive Herbal-base umana tRNA sintetasi," di Huihao Zhou, Litao Sun, Xiang-Yang Lei e Paul Schimmel è stato pubblicato sulla rivista Nature il 23 dicembre, 2012.

Questo lavoro è stato sostenuto dal National Institutes of Health attraverso sovvenzioni # GM15539, # 23562 e # 88278 e da una borsa di studio dalla Fondazione Nazionale per la Ricerca sul Cancro.

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