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          Research & Ideas

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          利用计算机模拟创造更安全,更有效的药物

          结合仿真和实验中,研究人员研究了一种药物途径,使所有药物的一半,以实现所希望和有害的副作用。

          Pill container with the text "No Side Effects"

          当涉及到医学,我们希望在无好坏。 | stocksy /塔吉娜zlatkovic与由凯文工艺插图覆盖

          阿片类药物缓解疼痛,但可以通过过量导致呼吸衰竭而死亡。

          抗精神病药物可以帮助人们患有精神疾病的应对,但肌肉痉挛可以是一个衰弱的副作用。如果我们能够设计出什么保留他们需要的性状用更少的麻烦缺点什么药?

          罗恩·德罗尔在申博体育计算机科学副教授,领导的一个国际研究团队,其研究 - 公布5月2日在本质 - 结合实验室实验计算机模拟只是探索。球队集中的分子途径控制两个大约有一半的所有常见药物的效果的好坏细胞内。

          所讨论的蛋白质,被称为G蛋白偶联受体或GPCR的,坐在细胞的外部,在等待的生化信号,告诉细胞如何表现。这些信号通常是在血液中循环的生物分子,但也可包括许多药物。当这些信号中的一个锁存器到GPCR,它开始产生一系列的控制很宽范围的功能的细胞内分子变化 - 开或关,比如车削基因,或阻断其它蛋白质的活性。

          性质纸特别侧重于GPCR的和家族分子称为抑制蛋白,其是GPCR的激活蛋白中的之间的关系。这种互动会触发许多药物的有益作用,但也导致有害的副作用等。

          “我们希望没有好坏 - 更有效的药物有危险的副作用较少,”德罗尔说。 “GPCR的,往往归结于药物是否会导致GPCR刺激休止。”

          分子舞蹈

          研究人员早就知道,GPCR的有两个部分组成 - 一个更饱满,圆润的核心和一个狭长的尾巴。想到曾经的尾巴负责激活休止。

          德罗尔的团队已经颠覆了通过开发的计算机模型足够复杂模拟的GPCR和抑制蛋白之间的许多不同的可能的相互作用这一假设。这些模型表明,抑制蛋白可以通过核或尾部被激发。

          “这是真实的,即使GPCR芯和尾结合在对抑制蛋白完全不同的接口,”德罗尔说,“核心和尾部一起可以激活休止甚至更多。”

          该团队通过玛莎索默,分子生物学家查理特-universitätsmedizin柏林的实验室进行的实验证实了一些计算结果。 Sommer的已休止即点亮时,他们改变形状的分子产生。这些光信号,她的团队所测量的程度芯,尾,或两者一起刺激休止其中GPCR的。

          行动分子

          德罗尔说,计算机模拟像他那样能帮助指导和加快生物实验的人。成像分子结构的传统方式拍摄的静态照片的等价物。但像GPCR和抑制蛋白生物分子作用的分子。它们弯曲和刺激时折叠,这是凭借它们产生它们的各种影响它们的动态相互作用。静止图像并不能说明整个故事。

          “与模拟,我们可以采取的GPCR和抑制蛋白和拉或推某些部分,看看会发生什么。实际上你可以看到的原子移动,”德罗尔说。

          该团队认为核心可以选择哪些分子刺激 - 抑制蛋白,也可以激活其他许多分子之一 - 通过采用不同的形状。服用的想法一步,该研究结果表明,药物设计成结合到GPCR可以在所期望的效果的目的,或通过影响其芯的形状阻止不需要的效果。

          与旧金山加利福尼亚大学德罗尔的合作者马克·冯·察斯特罗相关的工作,还出版了5月2日在自然界中,发现GPCR的修改抑制蛋白的形状,使他们继续信令独立于受体 - 一个从未见过的类型休止的信令·冯·察斯特罗已被称为“吻了就跑。”一起,调查结果表明,科学家们也许能够微调药物更具选择性在如何激活抑制蛋白路径,以获得预期的效果。

          德罗尔强调的是,这些研究只涉及一小片的宏伟拼图,其解决方案可以使无数的疾病更好的药物设计的。他希望补充的计算机模拟和实验室实验可以帮助解决残片。

          “这些行为是药物作用的关键,而这将有助于我们在研究的下一阶段,因为我们想更多地了解GPCR的和抑制蛋白,可能还有新的药物的相互作用。”

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