Proteiny jsou často nazývány „těžnými koňmi“ našeho těla, protože řídí téměř každý biologický proces. Jejich schopnost interagovat s jinými molekulami nazývanými ligandy je pro tyto funkce kritická. Pochopení těchto interakcí je klíčem k vývoji nových léků a odhalení záhad života.
Vědci dlouhou dobu hledali způsoby, jak tyto vazby protein-ligand efektivně zmapovat. Minulý rok se objevila revoluční technika nazvaná PELSA, která umožňuje analýzu toho, jak vazba ligandu ovlivňuje stabilitu proteinů v celém proteomu organismu (všech jeho proteinech). To umožnilo výzkumníkům zjistit, které části proteinů se staly stabilnějšími, když se navázal ligand – jasný znak interakce.
Původní metoda PELSA však byla vyčerpávající pomalá a pracná a spoléhala na manuální kroky, které omezovaly počet vzorků, které vědci mohli analyzovat. Nyní výzkumníci EMBL představili HT-PELSA, vysoce výkonnou adaptaci tohoto mocného nástroje. Tento průlom výrazně urychluje analýzu, činí ji 100krát rychlejší a umožňuje vědcům zpracovávat stovky vzorků současně.
Jak HT-PELSA funguje: Zjednodušení procesu pro velké výsledky
Tradiční PELSA si představte jako pečlivé třídění jednotlivých zrnek rýže z hrsti. HT-PELSA je spíše jako použití síta – využívá fyzikální vlastnosti k účinné separaci proteinů a jejich menších fragmentů vázaných na ligand.
Namísto spoléhání se na hmotnostní spektrometrii k rozlišení mezi celými proteiny a trypsinovými peptidy (fragmenty vytvořené enzymy), HT-PELSA využívá přirozené vodoodpudivé povahy proteinů. Technika využívá specializované povrchy, které přitahují proteiny silněji než peptidové fragmenty, což umožňuje rychlý a automatizovaný proces separace.
Tento zjednodušený pracovní postup nejen zvyšuje efektivitu, ale také otevírá dveře ke studiu dříve nepolapitelných cílů: membránových proteinů. Tyto důležité proteiny, které tvoří přibližně 60 % známých cílů léčiv, je notoricky obtížné izolovat, aniž by se narušila jejich struktura. HT-PELSA tím, že pracuje přímo s komplexními vzorky, umožňuje výzkumníkům pozorovat, jak membránové proteiny interagují s potenciálními léky v jejich přirozeném prostředí.
Objevování nových možností: od objevu drog po biologii
Tento rychlejší a širší přístup k analýze proteinů má hluboké důsledky pro různé oblasti.
- Objevení léků: Identifikací toho, jak se ligandy vážou na specifické proteiny, může HT-PELSA urychlit vývoj cílených terapií. To vede k účinnějším a bezpečnějším lékům s méně vedlejšími účinky.
- Základní biologie: Pochopení interakcí protein-ligand poskytuje základní vhled do buněčných procesů, signálních drah a mechanismů onemocnění.
„HT-PELSA skutečně otevírá dveře k vysoce výkonnému pochopení funkce proteinů a také urychluje vývoj léků,“ říká Michail Savitsky, vedoucí skupiny v EMBL Heidelberg a hlavní autor studie. “To je zásadní pro pochopení základní biologie, identifikaci mechanismů onemocnění a vývoj bezpečnějších a účinnějších léků.”
Vývoj HT-PELSA představuje významný pokrok v naší schopnosti zkoumat složitý svět uvnitř buněk. Jeho rychlost, efektivita a pokročilé schopnosti slibují, že předefinují naše chápání základních životních procesů a připraví cestu k průlomům ve vývoji medicíny.
