Ученые определили перспективную цель для разработки методов лечения рака

Тема рака так или иначе касается каждого. В отличие от некоторых других смертельных заболеваний, рак многообразен, поэтому изучение одного фермента, связанного со многими типами этого заболевания, может привести к разработке более эффективных методов лечения.

Ученые Научно-исследовательского центра Министерства энергетики США в Аргоннской национальной лаборатории DOE (U.S. Department of Energy (DOE) Office of Science User Facility at DOE’s Argonne National Laboratory) определили структуру именно такого фермента: таспаза-1, которая играет важную роль в воспроизведении раковых клеток у человека. Для определения использовали мощные рентгеновские лучи, излучаемые усовершенствованным фотонным источником (Advanced Photon Source ― APS).

Таспаза-1 стимулирует рост и распространение раковых клеток при различных формах заболевания, от лейкемии у детей до рака толстой кишки, рака молочной железы и глиобластомы, которая является агрессивной формой рака головного или спинного мозга. Новая информация о структуре таспазы-1 дает представление о том, как этот фермент может быть мишенью для будущих методов лечения рака.

Исследовательская группа, возглавляемая нынешними и бывшими учеными из Университета штата Аризона (Arizona State University), выполнила эту работу в Национальном институте общемедицинских наук (National Institute of General Medical Sciences) и на базе исследовательского центра структурной биологии Национального института рака (National Cancer Institute Structural Biology Facility ― GM/CA) в APS. Результаты исследования были опубликованы в виде статьи в Structure.

«Мы сообщили о важности ранее неисследованного фрагмента таспазы-1, который может быть использован в качестве привлекательной мишени для подавления ее функции», — отметил ведущий исследователь Хосе М. Мартин-Гарсия (Jose M. Martin-Garcia), который в настоящее время работает в Институте физической химии Рокасолано (Rocasolano Institute of Physical Chemistry) в Мадриде, Испания. Во время этого исследования Х.М. Мартин-Гарсия работал в лаборатории Петры Фромме (Petra Fromme), профессора из штата Аризона и соавтора статьи.

Таспаза-1 — это тип фермента, изначально синтезируемый в форме неактивного профермента, который затем разрезается на части для образования его активной формы при определенных условиях.

«Этот общий тип активации имеет место в других биологических функциях, таких как пищеварение и свертывание крови», — пояснил Майкл Беккер (Michael Becker), специалист по кристаллографии белка отдела рентгенологических исследований в Аргонне (X-ray Sciences Division at Argonne).

Этот процесс разрезания или расщепления приводит к получению двух фрагментов таспазы-1. До проведения данного исследования, была идентифицирована только часть структуры таспазы-1 и были установлены эти фрагменты. Так продолжалось до тех пор, пока команда Х.М. Мартина-Гарсиа не выяснила, что они могут слегка модифицировать фермент, чтобы соединить эти фрагменты, создав петлю, которая позволила кристаллизовать целую функциональную молекулу.

Однако, как объяснил Роберт Фишетти (Robert Fischetti), консультант по естественным наукам директора APS и руководитель группы Advanced Photon Source, во время реализации проекта возникли проблемы. Р. Фишетти руководил проектированием, строительством и эксплуатацией комплекса пучковых каналов, которые использовались для исследования структуры таспазы-1 при финансовой поддержке Национального института здравоохранения (National Institutes of Health).

«Определение структуры этих кристаллов может быть довольно сложной задачей, — отметил Р. Фишетти. — Возможности, которые мы разработали в GM/CA, позволили собрать данные достаточного качества для этого исследования».

В результате исследования получена новая важная информация. Исследовательская группа установила, что одна область таспазы-1 образует длинную спиралевидную структуру, которая необходима для ее функционирования.

«Кристаллическая структура, описанная в нашей статье, впервые показывает таспазу-1 в ее функционально активном состоянии, и подчеркивает решающее значение этого спиралевидного фрагмента», — подчеркнул Х.М. Мартин-Гарсия. «Важность этой области таспазы-1 делает ее главной мишенью для разработки ингибиторов для противораковой терапии».

Исследование Х.М. Мартина-Гарсиа и новая информация о таспазе-1, полученная с помощью Argonne APS, помогут ученым в разработке новых методов лечения рака, направленных на уникальную структурную особенность таспазы-1.

По материалам www.news-medical.net