Uusi menetelmä paljastaa proteiinien vuorovaikutusten salaisuuksia lääkekehityksen vauhdittamiseksi
Oulun yliopiston ja yhdysvaltalaisen Texas A&M yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden menetelmän tutkia, miten proteiinit toimivat yhdessä niihin sitoutuvien pienten molekyylien eli ligandien kanssa. Menetelmä voi tehostaa esimerkiksi lääkkeiden kehitystä.
Proteiini-ligandivuorovaikutukset ovat keskeisessä roolissa monissa elimistön toiminnoissa. Niiden tutkiminen on kuitenkin perinteisesti ollut hidasta ja haastavaa. Korkeatasoisessa Journal of the American Chemical Society -lehdessä äskettäin julkaistu menetelmä yhdistää kaksi edistynyttä tekniikkaa, jolloin päästään aiempaa nopeampaan ja yksityiskohtaisempaan analyysiin.
Uudella menetelmällä on mahdollisuus mullistaa proteiinien vuorovaikutusten ymmärtäminen osana solujen jatkuvaa kommunikointia. Näillä vuorovaikutuksilla ja niissä esiintyvillä häiriöillä voi olla merkittävä rooli muun muassa autoimmuunisairauksien ja hermosoluja rappeuttavien sairauksien, kuten Alzheimerin taudin, kehittymisessä. Virheellinen vuorovaikutus voi myös aiheuttaa solujen aggressiivista kasvua ja syöpää.
”Kehittämämme menetelmä voisi nopeuttaa uusien lääkkeiden kehittämistä ja auttaa ymmärtämää useiden sairauksien syntymekanismeja huomattavasti paremmin”, tutkijatohtori Otto Mankinen sanoo.
Tarkka ja nopea analyysi
Yhdistetyistä tekniikoista ensimmäinen, dDNP hyperpolarisaatio (dissolution dynamic nuclear polarization), vahvistaa tutkittavan ligandimolekyylin signaalin yli tuhatkertaiseksi. Näin molekyyli tulee paremmin havaittavaksi.
Toinen tekniikka, ultranopea NMR, nopeuttaa moniulotteista NMR-koetta merkittävästi. Tavanomaisessa moniulotteisessa NMR-menetelmässä koe toistetaan useita kertoja, jotta koko moniulotteinen data saadaan mitattua. Ultranopeassa lähestymistavassa yksi moniulotteisen datan ulottuvuus koodataan näytteen eri kerroksiin. Tätä kutsutaan avaruudelliseksi koodaukseksi. Yhden mittauksen moniulotteinen NMR-menetelmä helpottaa myös merkittävästi hyperpolaroinnin hyödyntämistä signaalin kasvattamiseksi.
Nämä kaksi tekniikka yhdistämällä tutkijat voivat nyt saada yksityiskohtaista tietoa ligandin sitoutumisesta proteiiniin yhdellä kokeella ligandimolekyylin eri signaaleista huomattavasti nopeammin kuin perinteisillä menetelmillä, jotka rajoittuvat yhden signaalin mittaamiseen kerrallaan. Uusi menetelmä avaa ovet nopeammalle ja tehokkaammalle lääkekehitykselle, sillä tutkijat voivat ymmärtää paremmin, miten mahdolliset lääkemolekyylit vaikuttavat niiden kohteena oleviin proteiineihin.
Tutkimuksen päätekijät työskentelevät Oulun yliopistossa ja Texas A&M yliopistossa. Tulokset on julkaistu avoimesti saatavilla olevassa artikkelissa: Chang Qi, Otto Mankinen*, Ville-Veikko Telkki and Christian Hilty*: Measuring Protein−Ligand Binding by Hyperpolarized Ultrafast NMR, J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 5063−5066. https://doi.org/10.1021/jacs.3c14359
Tutkimuksen päärahoittajia olivat Suomen Akatemia, Yhdysvaltain terveysvirasto sekä Euroopan tutkimusneuvosto.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Akatemian tutkijatohtori Otto Mankinen, NMR-spektroskopian tutkimusyksikkö, Oulun yliopisto, 040 562 9942, otto.mankinen@oulu.fi
Viestintäasiantuntija Meri Rova, Oulun yliopisto, 050 464 3361, meri.rova@oulu.fi
Kuvat
Linkit
Tietoja julkaisijasta
Oulun yliopisto on monitieteinen, kansainvälisesti toimiva tiedeyliopisto. Tuotamme uutta tietoa ja ratkaisuja kestävämmän tulevaisuuden rakentamiseksi sekä koulutamme osaajia muuttuvaan maailmaan. Tärkeimmissä yliopistovertailuissa Oulun yliopisto sijoittuu kolmen prosentin kärkeen maailman yliopistojen joukossa. Meitä yliopistolaisia on noin 17 000.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Oulun yliopisto
Sokerituotteiden verotuksella ei ole vaikutusta hammashoidon tarpeeseen26.4.2024 06:45:00 EEST | Tiedote
Oulun yliopiston tutkijat selvittivät sokerituotteita koskevan verotuksen vaikutuksia julkisen hammashoidon tarpeisiin ja kustannuksiin. Aihetta ei ole aiemmin tutkittu Suomessa.
Ylipaino muuttaa aivojen pulsaatioita25.4.2024 06:55:00 EEST | Tiedote
Korkea painoindeksi (BMI) on uuden tutkimuksen mukaan yhteydessä muutoksiin aivojen fysiologisissa pulsaatioissa, jotka ovat avainasemassa aivojen nestekierron ylläpitämisessä ja niiden puhdistumisessa kuona-aineista.
Pohjoismaiden ahmojen tila on huonoin, Euraasian kattava tutkimus osoittaa25.4.2024 06:04:00 EEST | Tiedote
Pohjoismaiden ahmojen geneettinen monimuotoisuus on alhaisin Euraasian mantereen ahmapopulaatioista. Uusi tutkimus kattaa ahman Euraasian levinneisyysalueen, jota ei ole aiemmin tutkittu näin laajasti. Näytteitä kerättiin Norjasta Itä-Venäjälle.
Oulun yliopistossa tehtiin viime vuonna 51 keksintöä – maailman henkisen omaisuuden päivää vietetään perjantaina 26.4.24.4.2024 06:52:00 EEST | Tiedote
Oulun yliopistossa tehdään vuosittain kymmeniä uusia keksintöjä, jotka voivat olla alkuja tulevaisuuden innovaatioille. Vuonna 2023 niitä raportoitiin 51. Eniten keksintöilmoituksia tehtiin tieto- ja sähkötekniikan tiedekunnassa, 22 kappaletta. Teknillisessä tiedekunnassa ilmoituksia tehtiin 13 sekä biokemian ja molekyylilääketieteen tiedekunnassa 10. Viime vuonna Oulun yliopisto lähti patentoimaan seitsemää keksintöä.
Alaselkäkipuun liittyvää terveyspalvelujen käyttöä ja sairauspoissaoloja voidaan vähentää luokitteluun perustuvalla hoidolla24.4.2024 05:50:00 EEST | Tiedote
Alaselkäkipupotilaiden toipumista voidaan nopeuttaa, lääkärikäyntejä ja kuvantamistutkimuksia vähentää sekä selkäkivusta johtuvia sairauspoissaolopäiviä minimoida luokitteluun perustuvalla hoitomallilla, uusi tutkimus osoittaa. Luokitteluun perustuvassa hoidossa potilaat huomioidaan yksilöllisesti ja terveydenhuollon resursseja kohdennetaan eniten hoitoa tarvitseville.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme