Los investigadores dicen que ahora pueden producir una amplia biblioteca de compuestos cíclicos únicos, algunos con la capacidad de interrumpir interacciones proteína-proteína específicas que juegan un papel en la enfermedad. Los nuevos compuestos tienen estructuras cíclicas que les dan estabilidad y mejoran su capacidad para unirse a sus objetivos.

El estudio, reportado en la revista Biología química de la naturaleza , También reveló que uno de los compuestos recién generados interfiere con la unión de una proteína del VIH a una proteína humana, una interacción vital para el ciclo de vida del virus.

La mayoría de los esfuerzos de descubrimiento de fármacos se centran en interacciones inductoras de enfermedades en enzimas y proteínas que involucran mecanismos clásicos de "cerradura y llave", dijo el profesor de química de la Universidad de Illinois, Wilfred van der Donk, un investigador del Instituto Médico Howard Hughes que codirigió el estudio con el profesor de biología química de la Universidad de Southampton, Ali Tavassoli. "En la mayoría de los casos, pequeños medicamentos químicos se unen a las caries en las enzimas, donde tienen lugar las reacciones químicas. Al unirse a estas grietas, los medicamentos evitan que las enzimas funcionen ".

Sin embargo, muchos procesos de enfermedad involucran interacciones proteína-proteína que no se ajustan a este modelo, dijo van der Donk.

"Estos se han considerado durante mucho tiempo un desafío porque no involucran tales cavidades. Estas interacciones proteína-proteína a menudo están formadas por superficies extendidas que pueden ser difíciles de inhibir con moléculas pequeñas, " él dijo.

Los péptidos lineales también son problemáticos. Pueden ser "flexibles, como espaguetis, y, por lo tanto, la mayoría de las veces se encuentran en orientaciones incorrectas para enlazar, Van der Donk dijo. Las moléculas cíclicas compuestas por uno o más anillos de aminoácidos son más estables y menos susceptibles a las enzimas celulares que tienden a masticar los extremos de los péptidos lineales. Por lo tanto, es más probable que se unan con éxito a sus objetivos.

En el nuevo estudio, van der Donk y sus colegas utilizaron una enzima que descubrieron a partir de una bacteria que vive en el océano.

"La función natural de esta enzima es producir unas 30 proteínas cíclicas diferentes, y probamos si podía producir análogos de estos productos naturales en Escherichia coli, ", dijo van der Donk. E. coli se ha utilizado como fábrica de medicamentos para productos farmacéuticos.

Las secuencias genéticas insertadas en E. coli todos codificados para una serie de aminoácidos reconocidos por la enzima. Añadiendo al azar aminoácidos específicos a esta "secuencia líder, "el equipo pudo generar una biblioteca de más de un millón de proteínas multicíclicas únicas.

Tavassoli y sus colegas examinaron a continuación esta biblioteca en E. coli para proteínas que podrían interrumpir la unión de la proteína del VIH a su objetivo de la célula huésped humana.

"Diseñamos los genes del E. coli cepa tal que su supervivencia dependía de interrumpir la interacción entre la proteína humana y una proteína del VIH, "Dijo Tavassoli. Su equipo encontró tres agentes terapéuticos potenciales. Las pruebas adicionales revelaron que uno de los tres funcionaba mejor. En un tubo de ensayo y en células, el compuesto unido a la proteína humana, evitar que la proteína del VIH interactúe con ella.

Es probable que este fármaco no se utilice de forma terapéutica, sin embargo, ya que puede tener efectos secundarios tóxicos en dosis altas como resultado de su interacción con la proteína humana, dijeron los investigadores.

"El verdadero avance aquí es la capacidad de generar bibliotecas de millones de agentes potencialmente terapéuticos, ", Dijo Tavassoli." Estos podrían examinarse para identificar inhibidores de otros procesos relacionados con enfermedades, que es donde reside su verdadero potencial ".