Российские ученые смоделировали на компьютере белок-блокатор калиевых каналов

Ученые из Высшей школы экономики и Института биоорганической химии РАН смоделировали структуру белка, который блокирует калиевые каналы, сообщила в четверг пресс-служба ВШЭ. Этот результат открывает перспективы разработки лекарств нового поколения. "Мы проанализировали модели белка Tk-hefu2 на предмет их способности блокировать калиевые каналы. Наши результаты создают основу для проектирования на их основе новых высокоэффективных блокаторов/модуляторов калиевых каналов" - приводит пресс-служба слова Алены Лихоносовой, выпускницы магистерской программы "Математические методы моделирования и компьютерные технологии" НИУ ВШЭ, одного из авторов исследования. Калиевые каналы - это белковые структуры, которые встроены мембрану клеток и вовлечены в разные физиологические процессы. Через эти каналы (у человека их около 40 типов) перемещаются ионы, позволяя клеткам "общаться" с внешним миром. Нарушения в работе калиевых каналов приводят к развитию нейродегенеративных, сердечно-сосудистых и прочих заболеваний. А глубокое понимание того, как действуют каналы, является основой для разработки медицинских препаратов в борьбе с эпилепсией, сердечной аритмией и многими другими болезнями. Белки обладают очень сложной пространственной структурой, которая играет важнейшую роль в их функционировании. Для того, чтобы создать лекарства, важно знать, как каналы работают на уровне отдельных молекул, то есть определить структуры участвующих в этих процессах ключевых белков. Алена Лихоносова использовала для этой задачи компьютерный метод молекулярной динамики, который гоняет, как в бильярде, "шарики" атомов и позволяет виртуально создавать из них устойчивые конфигурации. Под руководством профессора Романа Ефремова она провела исследование в Лаборатории моделирования биомолекулярных систем ИБХ РАН и построила модель пространственной структуры ранее синтезированного белка Tk-hefu2. В качестве стартовых использовались модели схожих пептидов. В них целенаправленно вносили изменения - точечные мутации. В итоге были построены новые модели двух часто встречающихся состояний белка Tk-hefu2. Результаты компьютерных экспериментов показали, что биологически активным, способным блокировать работу калиевых каналов, является лишь одно из двух состояний. Это сделано чисто математически, без проведения длительных и дорогостоящих биологических опытов. Именно это состояние следует брать за основу новых искусственных пептидов-мутантов, прообразов лекарств, которые смогут избирательно связываться со своими мишенями в клетке - молекулами калиевых каналов. Это подход современной биомедицины, подразумевающий адресное действие на молекулярном уровне вместо традиционного лечения с "массовыми химическими атаками" на организм.