Исследователи из России разработали подход, позволяющий воссоздать на поверхности специальных кварцевых микровесов условия, имитирующие естественную среду мембраны клетки. Данная методика позволит отслеживать взаимодействия белков и других биологических молекул, что значительным образом ускорит создание новых лекарств от рака, сообщила пресс-служба Университета ИТМО (Санкт-Петербург).
«Метод заключается в том, что мы следим, как меняется частота колебаний электродов. На золотые электроды подают напряжение, кварцевый кристалл внутри них начинает колебаться с определенной частотой. Соответственно, когда на электрод осаждается что-то еще, частота колебаний меняется, и прибор это сразу фиксирует. Анализ данных этих изменений позволяет сделать вывод о взаимодействии веществ», — пояснил сотрудник Научно-образовательного центра инфохимии ИТМО Евгений Смирнов, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как отмечают Смирнов и его коллеги, разработанный в рамках гранта Российского научного фонда (РНФ) подход является более удобной и эффективной альтернативой для уже существующих методик по изучению взаимодействий между лекарствами и белками на поверхности клеток. Это связано с тем, что разработка российских ученых позволяет получать подобные сведения, в том числе и для тех белков, которые теряют свою форму и биологические функции вне клетки или вне ее мембраны.
«У белков есть так называемый "карман связывания". Именно туда заходит молекула лекарства, и только тогда происходит их взаимодействие с белком. Но вне клетки белок быстро теряет форму - его "карман связывания" деформируется и лекарство уже не может в нем закрепиться. Кроме того, белок может неправильно сесть на датчик, с помощью которого проводят исследования, например, "карманом" вниз», — пояснила аспирант НОЦ инфохимии ИТМО Ольга Волкова, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Российские химики выяснили, что эту проблему можно преодолеть, если нанести на поверхность электродов кварцевых микровесов особый слой из полиэлектролитов, которые создают эффект искусственной мембраны клетки. Благодаря этому попадающие в эту прослойку белки сохраняют свои биологические функции и не теряют форму, что облегчает изучение их взаимодействий с различными малыми молекулами. Для этого необходимо отследить, как меняется характер колебаний кварцевой пластины после соединения белков и изучаемых веществ.
Работу данного подхода исследователи проверили в опытах с белком A2B1, который играет важную роль в формировании молекул РНК в ядре клетки и чья концентрация значительным образом повышена внутри опухолей. Эти опыты подтвердили работоспособность нового подхода и помогли ученым подобрать оптимальные параметры работы установки, что открыло дорогу для применения данной методики при разработке противораковых препаратов.