El análisis de neutrones en el Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía está ayudando a los investigadores a comprender mejor una enzima clave que se encuentra en una bacteria que se sabe que causa cáncer de estómago.
Comprender los detalles de esta enzima y, por lo tanto, el Helicobacter pylori el metabolismo de las bacterias y las vías biológicas, podrían ser fundamentales para desarrollar fármacos que actúen contra H. pylori , pero eso no ataca las bacterias útiles del estómago.
"La mayoría de los medicamentos, incluidos los antibióticos comunes, utilizan un mecanismo generalizado para unirse a sus objetivos, lo que, a su vez, elimina las bacterias buenas que necesita para mantenerse saludable, así como las bacterias malas", dijo Andrey Kovalevsky, uno de loscientíficos de instrumentos en el Reactor de isótopos de alto flujo ORNL y coautor de esta investigación publicada en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
"Al comprender cómo funciona esta enzima, podemos obtener pistas sobre cómo ajustar un medicamento para reconocer solo un objetivo específico, lo que eliminaría algunos de los efectos secundarios que causan tantos problemas para las personas cuando un enfoque más generalizadose usa matar bacterias "
Kovalevsky formó parte de un equipo dirigido por Donald Ronning en la Universidad de Toledo que utilizó el instrumento IMAGINE de HFIR para estudiar el metabolismo de una enzima bacteriana conocida como H. pylori 5'-metiltioadenosina nucleosidasa, o HpMTAN, que desempeña una función clave en H. pylori . Esta bacteria atrajo la atención internacional en 2005 cuando un equipo de investigadores recibió el Premio Nobel de Medicina por determinar su papel como "culpable bacteriano" en el desarrollo de afecciones gástricas, incluidas úlceras, gastritis crónica y cáncer.
el equipo de Ronning se centró en H. pylori el uso de una ruta biosintética única para sintetizar vitamina K2, que ayuda en los procesos de transferencia de electrones, o reacciones químicas, de todos los organismos. HpMTAN es una enzima específica que funciona dentro de esta ruta única y proporciona el objetivo o punto específico prometedorde ataque para nuevos medicamentos. La vitamina K2 actúa para acelerar la interacción de la enzima HpMTAN con otras macromoléculas, incluida la bacteria que causa una serie de problemas de salud gástrica.
La cristalografía de neutrones en el instrumento IMAGINE de HFIR permitió a los investigadores visualizar con precisión las posiciones y predecir los movimientos de los átomos de hidrógeno en HpMTAN, especialmente aquellos involucrados en las etapas críticas cuando la enzima se une a su sustrato y luego continúa con la reacción catalítica.
Para obtener una visión integral de las interacciones interatómicas, el equipo de Ronning examinó cuatro estructuras de neutrones HpMTAN diferentes para observar cómo interactúan los ligandos o moléculas que se unen mediante enlaces no covalentes con sus respectivos sitios de enzimas.
"Este conocimiento informará los futuros esfuerzos de diseño de fármacos aprovechando la orientación conocida de la molécula de agua nucleofílica y sus interacciones íntimas con los componentes vecinos de la enzima", dijo Ronning.
Mientras Ronning calificó que el desarrollo de un nuevo medicamento para tratar problemas gástricos tomará varios años y el estudio continuo del comportamiento de la enzima, dijo que la investigación de su equipo confirma el potencial de uso de HpMTAN y este conocimiento podría, de hecho, acelerar elcreación de tal medicina.
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Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Oak Ridge . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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