Oulun yliopisto

Uusi menetelmä paljastaa proteiinien vuorovaikutusten salaisuuksia lääkekehityksen vauhdittamiseksi

Jaa

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.

Oulun yliopiston NMR-laitteistoa, jolla uusia menetelmiä kehitetään. Uudet ultranopeat menetelmät lyhentävät mittauksia jopa monituhatkertaisesti ja menetelmät ovat myös sovellettavissa mobiileilla NMR-laitteistoilla, jolloin NMR-mittauksia voidaan tehdä myös laboratorioiden ulkopuolella.
Oulun yliopiston NMR-laitteistoa, jolla uusia menetelmiä kehitetään. Uudet ultranopeat menetelmät lyhentävät mittauksia jopa monituhatkertaisesti ja menetelmät ovat myös sovellettavissa mobiileilla NMR-laitteistoilla, jolloin NMR-mittauksia voidaan tehdä myös laboratorioiden ulkopuolella. Kuva: Mikko Törmänen

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

Oulun yliopiston NMR-laitteistoa, jolla uusia menetelmiä kehitetään. Uudet ultranopeat menetelmät lyhentävät mittauksia jopa monituhatkertaisesti ja menetelmät ovat myös sovellettavissa mobiileilla NMR-laitteistoilla, jolloin NMR-mittauksia voidaan tehdä myös laboratorioiden ulkopuolella.
Oulun yliopiston NMR-laitteistoa, jolla uusia menetelmiä kehitetään. Uudet ultranopeat menetelmät lyhentävät mittauksia jopa monituhatkertaisesti ja menetelmät ovat myös sovellettavissa mobiileilla NMR-laitteistoilla, jolloin NMR-mittauksia voidaan tehdä myös laboratorioiden ulkopuolella.
Lataa

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

Kansainvälisen tähtitieteellisen unionin johtoryhmä Suomeen ensi kertaa 22.–24.4. – tiedotusvälineet tervetulleita tapaamaan johtoryhmän jäseniä17.4.2024 08:45:00 EEST | Tiedote

Kansainvälinen tähtitieteellinen unioni (eng. International Astronomical Union, IAU) on yksi vanhimmista ja suurimmista ammattitieteilijöiden unioneista. Sen johtoryhmä kokoontuu ensi kertaa historiassaan Suomessa; Helsingissä ja Rovaniemellä. Oulun yliopiston isännöimä kokous on merkittävä hetki suomalaiselle tähtitieteelle ja maailmanlaajuiselle yhteistyölle.

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
HiddenA line styled icon from Orion Icon Library.Eye