Сократить число побочных эффектов лекарств и создать лекарства, которые борются с болезнью сразу несколькими способами, станет возможным благодаря открытию, которое сделали американские биохимики.

В журнале Nature Structural and Molecular Biology исследователи из Института Скрипса описали фермент, который, с одной стороны, играет важную роль в синтезе белков, а с другой – способен блокировать рост новых кровеносных сосудов.

Возможность останавливать рост сосудов привлекала внимание медиков: такой эффект оказывается очень полезен при лечении онкологических заболеваний. Но загадку, как один и тот же белок выполняет в организме две совершенно разные функции, биологам не удавалось разгадать более 10 лет.

Янус-грузчик

Полное название белка TrpRS, на изучении которого сфокусировались ученые, звучит так: триптофанил-синтетаза транспортной рибонуклеиновой кислоты . За этим громоздким названием кроется достаточно простой смысл: этот белок является своего рода грузчиком, который подцепляет молекулы аминокислоты триптофана и переносит их в "грузовик" – на молекулу транспортной РНК. А уже транспортная РНК передает аминокислоты к рибосомам , где из них собирается нужный организму белок.

Триптофан Аминокислот, которые нужны нам для синтеза белков, всего 20 разных видов, и триптофан – лишь один из этих 20, хотя и очень важный для многих процессов. Именно из него, например, синтезируется нейромедиатор серотонин , нехватка которого приводит к депрессиям и нарушениям аппетита.

Цепочка "аминокислоты – TrpRS – транспортная РНК – рибосомы" работает как биологический конвейер и изучена достаточно хорошо. Непонятным оставалось то, каким образом TrpRS умудряется "халтурить на стороне" и попутно с участием в синтезе белков заниматься еще и регуляцией роста кровеносных сосудов.

Янус-архитектор

Способность белка TrpRS, "молекулярного грузчика", блокировать рост кровеносных сосудов обнаружила в 1999 году группа исследователей из того же Института Скриппса. Это открытие, обнародованное на страницах Science, вызвало интерес у медиков, так как кровеносные сосуды активно формируются в раковых опухолях, и поиск средств, которые способны этот процесс остановить, является важной задачей для онкологов и фармацевтов.

Ученые по всему миру провели множество исследований, которые подтвердили эффективность TrpRS в таком качестве: по концентрации белка в образцах опухоли, например, научились определять прогноз развития рака прямой кишки , что полезно для выбора адекватного лечения.

Оставалось неясным лишь то, как именно работает белок.

Перед употреблением разломить

Как удалось показать исследователям, секрет многофункциональности белка заключен в его изменчивости. Молекула белка в роли "грузчика" имеет специальный "карман" для переноски триптофана, но если ее переломить на две части, один из фрагментов сворачивается в новую форму, которая имеет специальную выемку под рецепторы на поверхности клеток.

Смотрите также Примером совершенно разного действия исходного вещества и продукта его переработки организмом является этиловый спирт. Сам по себе он вызывает опьянение, а вот уксусный альдегид, до которого спирт потом окисляется, приводит к развитию общеизвестных симптомов похмелья. И если похмелье с утра – неприятно, но не особо опасно, то вот побочный эффект веществ – продуктов распада лекарств может быть намного серьезнее головной боли.

А уже в таком состоянии TrpRS, точнее, его остаток может взаимодействовать и с другими клетками – присоединясь к рецепторам и переключая тем самым работу биохимических процессов, приводящих в итоге к делению клетки и росту кровеносных сосудов. "Сломанную", активную форму TrpRS ученые надеются использовать в будущем как лекарство против опухолей. Но важно их исследование не только по этой причине.

Понимание того, за счет чего одно и то же вещество может вести себя совершенно по-разному, способно не только создать универсальные лекарства (атакующие бактерии и одновременно активирующие имунную систему, например). Если заранее просчитать поведение возможных обломков молекулы, можно будет избежать неожиданных побочных эффектов.