• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Multidyscyplinarne podejście do postępów w opracowywaniu leków

    11.07.2014. 15:58
    opublikowane przez: Redakcja

    Dzięki łączeniu fachowej wiedzy z wielu dziedzin, Instytut Złożonych Systemów Molekularnych Uniwersytetu Technicznego w Eindhoven jest na progu przełomu, który może mieć istotne implikacje dla przemysłu farmaceutycznego.

    Opracowywanie leków często opiera się na katalizatorach organicznych - niewielkich molekułach, mniejszych od enzymów, które stymulują reakcje - co łączy się jednak z takim problemem, że często nie mogą one wchodzić w reakcje ani funkcjonować w wodzie. Pokonanie tych dwóch przeszkód ma istotne znaczenie, gdyż pomogłoby przyspieszyć odkrywanie leków i zapewniłoby silny atut tak ważnemu, europejskiemu sektorowi farmaceutycznemu.

    W obecnym stanie rzeczy ograniczenia katalizatora oznaczają, że prace laboratoryjne i badania kliniczne przebiegają wolno i nieefektywnie. Z tego właśnie względu Instytut Złożonych Systemów Molekularnych w Eindhoven podejmuje próby naśladowania trójwymiarowej struktury enzymów i uzyskania syntetycznego odpowiednika katalizatorów organicznych.

    Kluczową cechą enzymów jest zewnętrzna hydrofilowość, czyli możliwość zastosowania w wodzie. Katalizatory syntetyczne - o właściwościach enzymów - mogłyby więc pomóc w przyspieszeniu odkrywania leków, dzięki swojej elastyczności i gotowości do spełniania potrzeb przemysłu farmaceutycznego.

    Wiele znajdujących się na rynku farmaceutyków zawiera aktywne składniki farmaceutyczne wyprodukowane częściowo za pomocą katalizatorów jako kluczowej technologii prorozwojowej. Zapotrzebowanie na takie katalizatory rośnie ze względu na znaczące postępy w technologiach odkrywania, dostarczania i doskonalenia enzymów oraz wzrost nacisku na stosowanie leków chiralnych i zielonej chemii.

    Co więcej przemysł farmaceutyczny ma dla UE ogromne znaczenie, nie tylko z uwagi na gospodarkę, ale także wysokiej jakości miejsca pracy, inwestycje w bazę naukową i korzyści, jakimi owocuje dla zdrowia publicznego. W 2007 r. produkcja preparatów farmaceutycznych i podstawowych produktów farmaceutycznych stanowiła podstawową działalność około 4.500 przedsiębiorstw w całej UE, a liczba zatrudnionych w sektorze pracowników była szacowana na około 611.000.

    Opracowanie syntetycznych katalizatorów nie było jednak prostym zadaniem i wymagało zaangażowania wszystkich kompetencji, jakimi dysponuje uczelnia. Instytut Złożonych Systemów Molekularnych został założony specjalnie w celu umożliwienia wspólnej pracy naukowcom z wielu różnych dyscyplin. W przypadku tego projektu oznaczało to chemików polimerów, pracujących nad łańcuchami polimerowymi; chemików organicznych, opracowujących katalizatory oraz fizyków polimerów i matematyków, dostarczających modele predyktywne.

    Jedną z korzyści, jaką przynosi tego typu praca, jest wypracowanie gruntowniejszej i bardziej szczegółowej wiedzy na temat katalizatorów syntetycznych, opracowywania leków i zachowania enzymów w ogóle. Ponadto badacze mieli okazję współpracować z naukowcami, z którymi mogli nie mieć szansy spotkać się wcześniej i zyskać lepsze pojęcie o tym, jak świat postrzegany jest z perspektywy innych dyscyplin.

    Obecnie przeprowadzane są wstępne doświadczenia z katalizatorami syntetycznymi, aby przekonać się, gdzie można wprowadzić udoskonalenia. Mimo iż może upłynąć kolejnych kilka lat zanim ostateczne wyniki badań zostaną opublikowane, potencjalny wpływ na opracowywanie leków może być imponujący.
    Za: CORDIS


    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Enzymy – wielkocząsteczkowe, w większości białkowe, katalizatory przyspieszające specyficzne reakcje chemiczne poprzez obniżenie ich energii aktywacji. Enzymy (z gr. ἔνζυμον, od ἔν en ‘w’ i ζύμη dzýmē ‘zaczyn, (za)kwas’) – wielkocząsteczkowe, w większości białkowe, katalizatory przyspieszające specyficzne reakcje chemiczne poprzez obniżenie ich energii aktywacji. Enteropeptydaza (enterokinaza) – enzym produkowany przez enterocyty początkowego odcinka jelita cienkiego. Jest katalizatorem reakcji zamiany trypsynogenu w trypsynę, czyli w aktywną postać tego enzymu. Enzym należy do klasy endopeptydaz i odcina sześć reszt aminokwasowych.

    Biotransformacje - katalizowane przez enzymy reakcje chemiczne, w których następuje przekształcenie określonego(nych) fragmentu(ów) substratu. Biotransformacje u mikroorganizmów można porównać do "biokatalizatorów", które przeprowadzają przemiany prowadzące do otrzymania pożądanego produktu. Są to procesy wykorzystujące najczęściej tylko jeden enzym i nie dostarczają komórce energii ani potrzebnych związków. Biotransformacje zachodzą też w formach przetrwalnikowych mikroorganizmów dzięki braku zaangażowania jakichkolwiek szklaków metabolicznych w proces. Jednym z ważniejszych problemów przy stosowaniu biotransformacji jest występujące ograniczenie przepuszczalności substratów i produktów przez błony cytoplazmatyczne lub też wydzielenie odpowiedniego enzymu z komórki. Dlatego też opracowanie specyficzne sposoby postępowania zależą od charakteru mikroorganizmu (np. środki powierzchniowo czynne). Efekt Kirke – w enzymologii, użycie sił przyciągających (najczęściej elektrostatycznych) przez enzym w celu ściągnięcia substratu w centrum aktywne.

    Lipazy - grupa enzymów należących do hydrolaz. Hydrolazy wykazują niewielką specyficzność i katalizują rozkład estrów, utworzonych przez kwasy o krótkim i długim łańcuchu, nasycone i nienasycone, oraz alkohole mające łańcuch krótki lub długi, jedno- lub wielowodorotlenowe. Najważniejszą z nich jest lipaza trzustkowa (EC 3.1.1.3). Karbamoilotransferaza asparaginianowa, transkarbamoilaza asparaginianowa, ATC-aza – enzym z grupy transferaz biorący udział w syntezie zasad azotowych z grupy pirymidyn. Cząsteczka posiadająca rzeczoną aktywność katalizuje także dwie inne reakcje tego szlaku (syntaza karbamoilofosforanowa II i dihydroorotaza), następujące przed i po opisywanej poniżej.

    Metylotransferaza - enzym przenoszący resztę metylową pomiędzy związkami uczestniczącymi w reakcji, zmieniając w ten sposób ich działanie. Mieloperoksydaza (EC 1.11.1.7, ang. myeloperoxidase, MPO) – enzym należący do peroksydaz, który katalizuje reakcje powstawania kwasu podchlorawego, związku chemicznego o silnych właściwościach bakteriobójczych i przeciwwirusowych.

    Wektory plazmidowe – wektory oparte na plazmidach. Dobry wektor tego typu powinien zawierać miejsca rozcinane przez enzymy restrykcyjne, przy czym z reguły dany plazmid posiada kilka takich miejsc dla kilku różnych enzymów. Miejsca te są zwykle zgromadzone w pojedynczym obszarze, zwanym polilinkerem. Żeby wprowadzić obcy DNA do wektora, należy wyciąć żądany fragment (gen) z większej cząsteczki (np. chromosomu lub innego plazmidu) za pomocą enzymu restrykcyjnego, który pozwala na uzyskanie wolnych końców, które można połączyć z wolnymi końcami przeciętego plazmidu. Mogą to być komplementarne lepkie końce lub tępe końce. Obcy DNA łączy się z plazmidem w reakcji prowadzonej przez enzym ligazę.

    Kinureninaza - enzym katalizujący reakcję rozpadu 3-hydroksykinureniny na alaninę i 3-hydroksyantranilan pod wspływem cząsteczki wody. Dla sprawnego działania enzym ten optrzebuje fosforanu pirydoksalu (PLP).

    Ciekawość (łac. curiosus) – zachowanie polegające na nieświadomym pragnieniu poznania, poszukiwania, badania lub uczenia się. Ciekawość jest cechą człowieka jak i wielu zwierząt. Zachowanie to w dużej mierze zależy od czynników zewnętrznych, środowiska, a także od doświadczenia we wcześniejszej znajomości tematu. Termin może być także używany do określenia zachowania powodowanego przez emocje, polegającego na dążeniu do poznania nowych rzeczy, będących siłą napędową badań naukowych i innych dyscyplin ludzkiej pracy.

    Dodano: 11.07.2014. 15:58  


    Najnowsze