Muitos medicamentos atuam inibindo as enzimas protéicas associadas a uma doença específica. Infelizmente, os mesmos medicamentos podem inibir enzimas proteicas não relacionadas com a doença, resultando em efeitos colaterais prejudiciais. Uma solução potencial é identificar melhor as características estruturais que determinam a função de uma enzima de proteína.
Agora, uma equipe chefiada por um biólogo computacional da Escola de Medicina da Universidade de Maryland (UMSOM) desenvolveu um conjunto de programas de computador que seleciona dados sobre a estrutura e o sequenciamento genômico para identificar as características que distinguem uma enzima de enzimas semelhantes. Esta pesquisa tem o potencial de acelerar significativamente a descoberta de medicamentos, permitindo que os cientistas desenvolvam medicamentos mais eficazes, mais rapidamente.
"Esta nova abordagem permite que as proteínas sejam analisadas de uma forma muito mais profunda, nível mais específico, "diz Andrew F. Neuwald, PhD, Professor de Bioquímica e Biologia Molecular, um cientista sênior do Instituto de Ciências do Genoma (IGS) da UMSOM, e o autor principal do artigo que descreve o novo método. "Este método fornece pistas sobre a sequência e as características estruturais responsáveis pela função biológica específica de uma proteína."
O artigo foi publicado esta semana na revista. eLife . Dr. Neuwald colaborou no trabalho com L. Aravind, PhD, e Stephen F. Altschul, PhD, dois investigadores seniores do National Center for Biotechnology Information no National Institutes of Health.
No papel, os investigadores usaram esta abordagem para identificar as principais características de várias enzimas:N-acetiltransferases, GTPases P-loop, Helicases de RNA, fosfatases e nucleases da superfamília da sinaptojanina, e glicosilases de DNA de timina / uracilo. Os resultados revelaram características estruturais marcantes e anteriormente negligenciadas, provavelmente associadas à função de cada proteína. Isso tem o potencial de levar os pesquisadores a novas maneiras de projetar drogas que têm menos não intencionais, efeitos colaterais prejudiciais.
Os dois programas principais são BPPS (Bayesian Partitioning with Pattern Selection), e SIPRIS (Structurally Interacting Pattern Residues 'Inferred Significance). Os programas e o código-fonte estão disponíveis gratuitamente e requerem apenas um conhecimento mínimo de Linux, tornando essa abordagem amplamente acessível a outros pesquisadores. Esta abordagem também será útil para a engenharia de proteínas e para a compreensão da base molecular de muitas doenças humanas.
Cada um dos três pesquisadores trouxe algo diferente para o trabalho. Dr. Neuwald, que trabalhou na análise de proteínas por anos, tem uma formação variada, com experiência em biologia molecular, ciência da computação e estatísticas bayesianas. O Dr. Aravind é um conhecido biólogo computacional com amplo conhecimento da estrutura e função das proteínas. Dr. Altschul, cujo treinamento formal é em matemática, foi o primeiro autor em duas publicações importantes que descrevem os populares programas de pesquisa de banco de dados de sequência BLAST e PSI-BLAST.
