Степень связывания лекарственного препарата с белковой мишенью в зависимости от молекулярного состава окружающей среды промоделировали ученые RIKEN, 2 июля сообщает журнал Nature Communications.

Начальные стадии разработки препаратов обычно включают моделирование взаимодействий между лекарственной молекулой и ее целевым белком. Хотя эти моделирования могут свидетельствовать о том, что лекарство эффективно, тогда как в живых клетках эффективность может оказаться иной.

«Внутри клеток присутствует много белков и макромолекул, что делает их переполненной средой. На самом деле, большие молекулы составляют где-то от четвертой до половины объема цитоплазмы клетки. Мы хотели выяснить, как эти переполненные среды влияют на связывание лекарств с белками-мишенями», — объясняет биофизик Юджи Сугита из Центра исследований динамики биосистем RIKEN (BDR).

Ученые разработали высокопроизводительную программу под названием GENESIS для суперкомпьютера, находящегося в Японии.

Затем они провели микросекундное моделирование взаимодействия фермента (киназы c-Src) с ингибитором (PP1) в присутствии различных концентраций бычьего сывороточного альбумина (BSA).

Исследователи обнаружили, что наличие BSA уменьшало количество PP1, способного достигать фермента, физически блокируя его доступ. Тем не менее небольшое количество PP1 смогло пройти сквозь BSA. Но моделирование показало, что скопление BSA также охватывало некоторые точки связывания киназы c-Src и изменяло форму фермента.

Теперь команда хочет изучить, как наличие различных молекул влияет на другие целевые белки и лекарства. Они также намерены использовать свои суперкомпьютеры для изучения функции белка внутри биологических мембран и клеточных органелл.