Muchos medicamentos actúan inhibiendo las enzimas proteicas asociadas con una enfermedad en particular. Desafortunadamente, los mismos medicamentos pueden inhibir las enzimas proteicas no relacionadas con la enfermedad, resultando en efectos secundarios dañinos. Una posible solución es identificar mejor las características estructurales que determinan la función de una enzima proteica.
Ahora, un equipo dirigido por un biólogo computacional de la Facultad de Medicina de la Universidad de Maryland (UMSOM) ha desarrollado un conjunto de programas informáticos que seleccionan datos sobre la estructura y la secuenciación genómica para identificar las características que distinguen a una enzima de otras similares. Esta investigación tiene el potencial de acelerar significativamente el descubrimiento de fármacos, permitir a los científicos desarrollar fármacos más eficaces, mas rapido.
"Este nuevo enfoque permite analizar las proteínas a un nivel mucho más profundo, nivel más específico, "dice Andrew F. Neuwald, Doctor, Catedrático de Bioquímica y Biología Molecular, científico senior del Instituto de Ciencias del Genoma (IGS) de la UMSOM, y el autor principal del artículo que describe el nuevo método. "Este método proporciona pistas sobre la secuencia y las características estructurales responsables de la función biológica específica de una proteína".
El artículo fue publicado esta semana en la revista eLife . El Dr. Neuwald colaboró en el trabajo con L. Aravind, Doctor, y Stephen F. Altschul, Doctor, dos investigadores principales del Centro Nacional de Información Biotecnológica de los Institutos Nacionales de Salud.
En el papel, los investigadores utilizaron este enfoque para identificar las características clave de varias enzimas:N-acetiltransferasas, GTPasas de bucle P, Helicasas de ARN, sinaptojanina-superfamilia fosfatasas y nucleasas, y glicosilasas de ADN de timina / uracilo. Los resultados revelaron características estructurales sorprendentes y previamente pasadas por alto probablemente asociadas con la función de cada proteína. Esto tiene el potencial de llevar a los investigadores a nuevas formas de diseñar medicamentos que tengan menos efectos no deseados, efectos secundarios dañinos.
Los dos programas principales son BPPS (Partición Bayesiana con Selección de Patrón), y SIPRIS (Importancia inferida de residuos de patrones que interactúan estructuralmente). Los programas y el código fuente están disponibles gratuitamente y solo requieren un conocimiento mínimo de Linux. haciendo que este enfoque sea ampliamente accesible para otros investigadores. Este enfoque también será útil para la ingeniería de proteínas y para comprender la base molecular de muchas enfermedades humanas.
Cada uno de los tres investigadores aportó algo diferente al trabajo. Dr. Neuwald, que ha trabajado en análisis de proteínas durante años, tiene una experiencia variada, con experiencia en biología molecular, informática y estadística bayesiana. El Dr. Aravind es un conocido biólogo computacional con un amplio conocimiento de la estructura y función de las proteínas. Dr. Altschul, cuya formación formal es en matemáticas, fue el primer autor de dos publicaciones históricas que describen los populares programas de búsqueda de bases de datos de secuencias BLAST y PSI-BLAST.
