Подробная структура фермента открывает путь к созданию таргетных препаратов против рака груди
Раковые клетки имеют ненасытный аппетит к энергии, поскольку они размножаются быстрее, чем нормальные клетки. Жадные раковые клетки захватывают различные клеточные функции, чтобы найти и использовать энергию и другие ресурсы, включая группу ферментов, которые помогают нормальным клеткам поддерживать баланс энергии.
Эти ферменты, называемые креатинкиназами (КК), позволяют клеткам транспортировать энергию, вырабатываемую в митохондриях, туда, где она необходима по всей клетке. Раковые клетки полагаются на этот механизм для перемещения энергии, чтобы помочь удовлетворить свои ненасытные потребности в топливе. Исследования клеток рака груди подчеркнули важность типа КК, называемого повсеместной митохондриальной креатинкиназой (uMtCK).
Ученые из Sanford Burnham Prebys и Mayo Clinic опубликовали в журнале Structure результаты своих исследований , в которых подробно описывается структура человеческого uMtCK и показано, как его структура изменяется при связывании с молекулами запасания энергии креатином или аденозинтрифосфатом (АТФ).
Чтобы выяснить структуру uMtCK, ученые получили изображения с помощью криогенной электронной микроскопии (крио-ЭМ). Эта технология позволяет исследователям создавать трехмерные изображения белков и их лигандов путем визуализации отдельных атомов.
Эти чертежи могут помочь ученым разработать новые методы лечения, которые не позволят раковым клеткам захватить контроль над цепочкой поставок энергии клеткам, чтобы замедлить или остановить рост опухоли.
Помимо изучения трехмерной структуры uMtCK и того, как она взаимодействует с другими участниками переноса энергии , исследовательская группа также протестировала единственный доступный ингибитор CK, называемый CKi, чтобы определить его способность прерывать аномальный перенос энергии в клетках рака молочной железы.
Ученые обнаружили, что CKi успешно снижает рост клеток рака груди. Результаты и инструменты, использованные в этом исследовании, помогли подтвердить, что ингибирование пути может быть эффективным для лечения рака груди. Однако было показано, что CKi не является селективным для uMtCK, то есть он, вероятно, отключает другие клеточные процессы , которые могут привести к высокой токсичности.
Информация, полученная с помощью методов крио-ЭМ, служит основой для совместной работы группы исследователей из клиники Майо и медицинского центра Sanford Burnham Prebys по проектированию и разработке новых малых молекул, которые селективно ингибируют uMtCK и, таким образом, могут обеспечить более эффективные и менее токсичные терапевтические средства.