ua     ru    Sitemap   Sitemap     | Поиск... |       Сайт открыт 14.12.2005

Ukraine - Distributed Computing Team

 

 » Навигация 
  Новости
  Новости (Архив)
  Описания проектов
  Наши опросы
  Архивы

  Форум
  Форум (PDA)

 » Статьи  


       Описания проектов 
Начало раздела > Life Sciences

Лингвистика помогла создать новый класс лекарств



Лингвистика помогла создать новый класс лекарств

Последовательность аминокислот одного из белков человеческого организма (с) журнал Европейской организации молекулярной биологии, 1998 год      Химики из Массачусетского Технологического Института (Department of Chemical Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, USA) научились проектировать новые высокоэффективные антимикробные препараты при помощи методов лингвистики.

     Ученые подвергли лингвистическому анализу так называемые антимикробные пептиды (antimicrobial peptides) - очень короткие белковые молекулы, состоящие примерно из 20-30 аминокислот, которые вырабатываются клетками животных и человека для борьбы с микробами. Антимикробные пептиды - часть системы врожденного иммунитета. В отличие от антител, они не модифицируются в течение жизни организма и не "подстраиваются" под новые виды возбудителей.

     Последовательность аминокислот в молекуле пептида рассматривалась как предложение, а отдельные аминокислоты - как слова. Лингвистический анализ позволил выявить в известных антимикробных пептидах около 700 характерных грамматических структур или "фраз", каждая длиной по 10 аминокислот.

     Вот пример одной из таких структур: P[KAYS][ILN][FGI]C[KPSA][IV][TS][RKC][KR]. Буквами здесь обозначены разные аминокислоты. Несколько букв, заключенных в квадратные скобки, означают, что на этом месте может стоять любая из перечисленных аминокислот. Например, в данной "фразе" на первом месте всегда стоит аминокислота P, на втором - любая из четырех аминокислот K, A, Y или S, на третьем - либо I, либо L, либо N, и так далее. Учитывались "фразы", которые характерны только для антимикробных пептидов, но не для других пептидов и белков.

     На основе найденных закономерностей ученые спроектировали и изготовили 42 новых антимикробных пептида, которые соответствуют выявленным "грамматическим правилам", но при этом отличаются от всех известных природных аналогов. Каждый искусственный пептид состоял из 20 аминокислот. Это типичная длина антимикробного пептида. Аминокислоты подбирались таким образом, чтобы любые 10 аминокислот, идущих подряд (например, с первой по десятую, с третьей по тринадцатую, и так далее), соответствовали одной из семисот выявленных грамматических структур.

     Оказалось, что 18 из 42 новых молекул обладают сильным антимикробным действием в отношении одного или нескольких микроорганизмов. В том числе удалось получить новые препараты против таких опасных микробов, как возбудитель сибирской язвы (Bacillus anthracis) и золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus).

     Чтобы убедиться в том, что антимикробное действие определяется именно "грамматикой", то есть последовательностью аминокислот, а не просто аминокислотным составом пептида, был проведен следующий эксперимент. Для каждого из 42 искусственных пептидов был изготовлен контрольный аналог - пептид, состоящий из тех же аминокислот, но расположенных в произвольном порядке. Антимикробный эффект был выявлен только у двух из 42 пептидов.

     Не исключено, что искусственные антимикробные пептиды в будущем смогут заменить антибиотики. Важное преимущество нового класса лекарств состоит в том, что микробам гораздо труднее выработать устойчивость к антимикробным пептидам, чем к обычным антибиотикам.

     Впрочем, "гораздо труднее" - не значит "невозможно". Приспособляемость микроорганизмов чрезвычайно велика. Именно поэтому так важно научиться изготавливать искусственные антимикробные пептиды, не похожие на те, что встречаются в природе, и в особенности на те, которые вырабатываются клетками человека.

     Если медики начнут широко применять в качестве лекарственных препаратов естественные антимикробные пептиды, то рано или поздно обязательно появятся штаммы устойчивых к ним микроорганизмов. Это может поставить под угрозу здоровье всего человечества - ведь мы, фактически, выведем микробов, способных без труда преодолевать один из самых важных естественных защитных барьеров организма.

     Искусственные пептиды, соответствующие естественной "грамматике", но все-таки непохожие на свои природные аналоги, в этом отношении намного безопаснее. В крайнем случае, появятся микробы, устойчивые к данному лекарству, но не более. К этому медики давно привыкли, и единственная возможная контрмера хорошо известна: нужно просто спроектировать новое лекарство.

     Великое состязание человеческого гения с изобретательностью биологической эволюции продолжается.

     Источник: A linguistic model for the rational design of antimicrobial peptides. Nature 443, 867-869 (19 October 2006).

      Александр Марков, http://www.svobodanews.ru/


Дата: Суббота, 21 Октябрь 2006
Прочитана: 8914 раз

Распечатать Распечатать    Переслать Переслать    В избранное В избранное

Другие публикации
  • Проект "Геном человека" (Human Genome Project)
  • Генетическая Революция
  • Проект расшифровки генома рака (The Cancer Genome Atlas, TGCA)
  • Медицина с учетом генетических особенностей человека: первый пациент
  • Перспективы грид-технологий
  • Опубликованы результаты реалистичного моделирования глобального потепления в ближайшие два века
    Вернуться назад

  •  » Поддержка (обращайтесь) 
    Folding@Home
     NikeLong246659609
     Alex266184514
     ReMMeR338177212
    Rosetta@Home
     uNiUs172324149
     KoDak313871706
    World Community Grid
     Dmitrio250896826
    FightAIDS@Home
     RHAngel50177406
    RC5/OGR
     Tamagoch53619819
     Paul B.Atton46941577
    Seti@Home
     Andrey Fenchenko285577622
    WebMaster
     ReMMeR338177212
     Rilian (PM)1
    Поболтать
     Dead J. Dona122008482