Os medicamentos se ligam às proteínas em nossos corpos da mesma forma que as espaçonaves atracam na Estação Espacial Internacional. Descrever esse processo em detalhes pode revelar muito sobre como os medicamentos funcionam - e que forma os novos medicamentos devem assumir.

Pesquisadores da West Virginia University mapearam a estrutura cristalina de uma proteína que reside em nossas células e determinaram - pela primeira vez - como uma droga se liga a ela. As descobertas aparecem em Química da Comunicação , um jornal de pesquisa da Nature.

O estudo - financiado pelo West Virginia Clinical and Translational Science Institute - foi centrado em uma proteína chamada "mitoNEET". MitoNEET habita a membrana externa de nossa mitocôndria, que agem como usinas de energia que energizam nossas células.

"MitoNEET é um novo alvo terapêutico para doenças de base metabólica e pode levar a tratamentos modificadores da doença para a doença de Alzheimer e derrame, "disse Werner Geldenhuys, professor associado da Escola de Farmácia e da Faculdade de Medicina. Ele e seus colegas, incluindo Aaron Robart, professor assistente na Escola de Medicina WVU, John Hollander, reitor assistente para programas profissionais na Escola de Medicina WVU, e Timothy Long, um professor associado da Marshall University School of Pharmacy - executou o projeto.

"Esta proteína está envolvida em muitas doenças que são muito difíceis de combater:coisas como diabetes, golpe, doença cardíaca, "Robart disse." Ainda não sabemos o que a proteína faz, mas fica perto da casa de força da célula, e todas essas doenças têm um tema de fluxo de energia para elas. "

Para explorar o papel que o mitoNEET desempenha em nossos processos de energia, os pesquisadores isolaram o mitoNEET tanto da superexpressão bacteriana quanto de modelos animais. Em seguida, eles sintetizaram 11 moléculas semelhantes à furosemida - um diurético comum vendido sob a marca LASIX - e expuseram o mitoNEET a elas.

Depois que as moléculas se ligaram ao mitoNEET, os pesquisadores construíram mapas átomo por átomo dos pares. Eles controlaram remotamente a Fonte Avançada de Fótons do Laboratório Nacional de Argonne - que bombardeia as amostras com raios X de alta energia - para revelar precisamente como as moléculas se juntaram.

A equipe descobriu que as moléculas se encaixavam em um aglomerado de átomos de ferro e enxofre que formava parte da proteína. Raisa Nuñez, um aluno de graduação que participa do Programa de Aprendizagem em Pesquisa, coletou dados estruturais preliminares. "Isso destaca que descobertas científicas significativas podem ocorrer em qualquer nível de carreira, "Robart disse.

"Essas descobertas são importantes, pois nos permitem continuar a entender o papel desempenhado pelas mitocôndrias e bioenergética em muitos estados de doença, "Hollander disse." A modulação da função mitocondrial por meio de terapêuticas direcionadas pode ser um caminho crítico para a descoberta de drogas. "

Compreender a função celular do mitoNEET pode melhorar o desempenho de drogas que atuam alterando a atividade da proteína. Por exemplo, adicionar um grupo extra de oxigênio à estrutura molecular de uma droga pode estreitar dramaticamente sua ligação com o mitoNEET e eliminar a ligação não intencional a outras proteínas celulares.

O resultado potencial para pacientes que tomam a droga? Melhor alívio dos sintomas.

"O sucesso deste projeto realmente ilustra como as abordagens que são consideradas ciência básica podem fornecer uma visão considerável dos problemas clínicos, "disse Michael Schaller, que preside o Departamento de Bioquímica da Faculdade de Medicina. "Também demonstra o poder de resolver problemas como equipes compostas por membros com especialidades muito diferentes."