Heidän yllättävät havaintonsa voisivat muuttaa tapaa, jolla tutkijat lähestyvät lääkkeiden löytämistä ja siten avata tien uuden sukupolven lääkkeiden valmistamiselle, selittää Martin Schmeing, pääkouluttaja ja biokemian osaston professori McGill-yliopistossa sekä rakenteellisen biologian tutkimuskeskuksessa.
Martin Schmeing ja hänen tiiminsä ovat tutkineet erityisiä proteiineja, joita kutsutaan ei-ribosomaalisten peptidien synteesi-entsyymeiksi, ja jotka toimivat kuin pienet koneet solujen sisällä. Nämä "koneet" rakentavat molekyylejä yhdistämällä pienempiä molekyylejä: aminohappoja. Huolimatta vuosikymmenten tutkimuksesta, tutkijat eivät olleet onnistuneet ymmärtämään, miten nämä mikrobit toimivat muodostaakseen elintärkeitä lääkkeitä.
Ymmärtääkseen tätä prosessia tutkijat käyttivät huipputeknologisia työkaluja, jotka mahdollistivat yksityiskohtaisten 3D-valokuvien ottamisen "koneista" kahdesti: ennen ja jälkeen aminohappojen liittämisen. Tämän saavuttamiseksi heidän oli erotettava "koneet" saadakseen parempia "asentoja" valokuville ja sitten kootava ne uudelleen.
"3D-valokuvien ottaminen näistä valtavista entsyymeistä oli kuin palapelin ratkaisemista, joka koostuu molekyyleistä", lisää Angelos Pistofidis, pääkirjoittaja ja tohtoriopiskelija.
"Tämä tutkimus vaati meiltä vuosien sinnikkyyttä ja aiheutti monia takaiskuja, mutta tulokset olivat vaivan arvoisia. Ensimmäistä kertaa meillä on kiistaton todiste näiden entsyymien toiminnasta, ja niiden mekanismi on radikaalisti erilainen kuin mitä olimme aiemmin kuvitelleet", väittää Martin Schmeing.
"Työmme auttaa selvittämään tämän upean luonnollisen mekanismin. Olemme vihdoin löytäneet, kuinka nämä mikrobikoneet kokoavat erilaisia osia muodostaakseen näitä pelastavia yhdisteitä. Tämä saavutus, joka vaati useita vuosikymmeniä työtä, on kollektiivisen ponnistelun tulos yhteistyökumppaneidemme UCLA:n kanssa."
"Itse asiassa mikrobit 'osallistuvat asevarustelukilpailuun', ja olemme juuri ratkaisseet mysteerin, joka mahdollistaa niiden valmistaa näitä aseita", selittää Martin Schmeing.
Hän sanoo, että alun perin tutkijat ajattelivat prosessin sisältävän yleisen peruskatalyysin. He tietävät nyt, että prosessi tapahtuu elektrostaattisen stabiloinnin kautta koordinoidussa reaktiossa.
Uuden sukupolven lääkkeet
Löytö voi vaikuttaa merkittävästi lääketieteen tulevaisuuteen. Tutkimalla tarkemmin näiden entsyymien toimintaa, voitaisiin tutkia uusia mahdollisuuksia uuden sukupolven lääkkeiden valmistamiseksi."Tämä löytö avaa mahdollisuuksien maailman, iloitsee Martin Schmeing. Nämä mikrobikoneet tarjoavat meille jo runsaasti hoitoja. Ymmärtämällä niiden mekanismeja, voisimme itse suunnitella niitä luodaksemme uusia räätälöityjä lääkkeitä." Tutkijat väittävät, että heidän tutkimuksensa on merkittävä edistysaskel. He voisivat tehdä näistä koneista viitevälineen uusien lääkkeiden löytämiseksi.
Heidän johtopäätöksensä mahdollistavat uuden tiekartan laatimisen muiden monimutkaisten biologisten järjestelmien tutkimiseksi.
"Uudet innovatiiviset menetelmät, joita olemme kehittäneet näiden entsyymien tutkimiseksi, voisivat auttaa meitä ymmärtämään samanlaisia molekyylikoneita, jotka ovat vielä tuntemattomia, ja jotka myös valmistavat lääkkeitä tai täyttävät muita tehtäviä", lisää Angelos Pistofidis.
"Perustiedot ovat tärkeitä, tukee Martin Schmeing. Ja joskus luonnon esittämien arvoitusten ratkaiseminen avaa ovia, joiden olemassaolosta emme edes tienneet."
Martin Schmeing ja hänen tiiminsä eivät ole vielä valmiita tutkimustensa kanssa. "Vaikka tämä tutkimus tuo esiin tämän antibioottien synteesin keskeisen vaiheen, meillä on vielä paljon opittavaa seuraavista 3D-valokuvista näistä elegantista mikrobikoneista."