A descoberta de uma nova classe de enzima na biologia humana por cientistas da Universidade de Dundee abriu uma nova área de pesquisa que pode beneficiar pacientes que sofrem de uma série de distúrbios neurológicos.

Esses distúrbios incluem as neuropatias adquiridas associadas à quimioterapia e diabetes, ambos estão em ascensão e afetam significativamente a qualidade de vida do paciente. Os pesquisadores afirmam que também há potencial para retardar a progressão de uma série de doenças neurodegenerativas, como o mal de Alzheimer e o mal de Parkinson.

Em artigo publicado na revista Natureza , Dr. Satpal Virdee e colegas descrevem a nova classe de enzima E3 conhecida como MYCBP2, que funciona de maneira diferente das outras, semelhante, enzimas e oferece um novo potencial para alvos de drogas.

Dr. Virdee disse, "Essas descobertas são muito impressionantes e há um potencial real e tangível para o desenvolvimento de drogas para uma variedade de condições neurológicas."

A enzima MYCBP2 é uma das mais de 700 enzimas E3 em cada célula humana que está envolvida em um processo chamado ubiquitilação, um regulador fundamental da biologia humana. Dundee é um dos principais centros mundiais de pesquisa sobre onipresença.

As enzimas E3 foram identificadas como alvos futuros de drogas altamente promissores para doenças, incluindo câncer, doenças autoimunes e neurodegeneração.

O Dr. Virdee e colegas da Unidade de Fosforilação e Ubiquitilação de Proteínas do Conselho de Pesquisa Médica (MRC-PPU) da Escola de Ciências da Vida da Universidade descobriram que MYCBP2 opera de uma maneira única, transferência seletiva de ubiquitina para o aminoácido treonina quimicamente distinto. Essa "marcação" dos aminoácidos da treonina com a ubiquitina abre uma nova área da biologia celular.

Dr. Virdee disse, "Os livros didáticos dirão que a ubiquitilação é uma modificação dos resíduos de lisina. Embora tenha havido um punhado de relatórios descrevendo a ubiquitilação de não lisina, uma ligase E3 humana com atividade não lisina permaneceu indescritível, então esta é uma descoberta muito significativa com fundamentos fundamentais.

"MYCBP2 também funciona de maneira diferente de outras enzimas E3. Exclusivamente, a enzima tem dois sítios ativos e retransmite a molécula de ubiquitina entre eles. Isso abre novas estratégias para modular sua atividade para benefício terapêutico, como foi demonstrado que pisar no freio MYCBP2 poderia beneficiar pacientes que sofrem de uma série de distúrbios neurológicos.

O laboratório Virdee descobriu que MYCBP2 é uma classe mecanicamente nova de E3, aplicando tecnologia de biologia química conhecida como perfil de proteína baseado em atividade. O perfil de proteína baseado em atividade requer uma molécula de sonda química que é adaptada para uma classe de enzima específica. O laboratório Virdee desenvolveu com sucesso sondas baseadas em atividades para ligases E3.

Dr. Virdee disse, "Esperamos que esta descoberta ilustre a importância de financiar pesquisas interdisciplinares de longo prazo e sou grato à unidade MRC por permitir que meu laboratório faça exatamente isso. As sondas são ótimas porque não têm uma suposição tendenciosa do que é uma ligase E3 deveria ser. Eles também nos informam quando os E3s são ligados ou desligados, então esperamos poder usar esse recurso para entender outros E3s que podem estar envolvidos em processos relevantes para doenças. "

As sondas se ligam irreversivelmente às enzimas E3 que possuem um tipo específico de atividade. O laboratório Virdee adicionou suas sondas a extratos de células humanas e identificou todas as proteínas que foram modificadas com sua sonda por espectrometria de massa. Inesperadamente, MYCBP2 foi marcado.

Kuan-Chuan Pao, um Ph.D. estudante no laboratório de Virdee que esteve envolvido na concepção da sonda até esta descoberta biológica impressionante, disse, "É uma espécie de sonho que se tornou realidade para um aluno de Ph.D. ver que seu trabalho árduo diário realmente contribui para alguma grande descoberta que expande nosso conhecimento em direção às ciências da vida.

"Além disso, como um químico treinado, tem sido meu objetivo unir química e biologia, exemplificado pelas sondas químicas que usamos para responder ou resolver questões biológicas. Esperamos poder usar essa plataforma poderosa para acelerar a descoberta de medicamentos em um futuro próximo e, enquanto isso, descobrir uma nova biologia mais empolgante. "

Este estudo foi realizado em colaboração com o Professor Daan van Aalten (Universidade de Dundee) e Kay Hofmann (Universidade de Colônia).

Professor Dario Alessi, Diretor do MRC-PPU, disse, "Gostaria de parabenizar o Dr. Virdee e sua equipe por esta descoberta movida pela curiosidade. Esta é certamente uma das descobertas mais surpreendentes feitas em nossa Unidade MRC desde que sou seu Diretor e abre a porta para uma área inexplorada de pesquisa biológica que podem ter fortes ligações para uma melhor compreensão das doenças humanas. "