Wyniki badań prof. Marcina Drąga i dr. Marcina Poręby z Wydziału Chemicznego PWr ukazały się we wrześniowym wydaniu Nature Protocols. To duże wyróżnienie, bo na stronach periodyku do tej pory pojawiało się niewiele publikacji z Polski

Nasi naukowcy opublikowali protokół do szybszego i bardziej precyzyjnego określania specyficzności substratowej enzymów proteolitycznych (proteaz).  Przy opracowaniu tej metody korzystali też z wiedzy i doświadczenia profesora Guy’a Salvesena z SBP Medical Discovery Institute w USA.   

Nature Protocols istnieje od 10 lat. Ukazują się tam najważniejsze protokoły i technologie z dziedziny chemii i biologii.  Na stronach czasopisma pojawiają się tylko materiały, które przeszły staranną selekcję. Ich wiarygodność wielokrotnie potwierdzono wcześniej w niezależnych badaniach i musiały one zyskać uznanie  środowiska akademickiego.  

- Hybrydowe Kombinatoryczne Biblioteki Substratów, w skrócie HyCoSuL od angielskiego  Hybrid Combinatorial Substrate Library, to nasza autorska technologia, którą rozwijajmy od kilku lat – mówi profesor Marcin Drąg, kierownik grupy badawczej w Zakładzie Chemii Bioorganicznej Wydziału Chemicznego PWr. Wyjaśnia, że ta metoda polega na wykorzystaniu dużej liczby nienaturalnych aminokwasów przy syntezie małocząsteczkowych substratów fluorogenicznych. 

Dodatkowo w krótkim czasie można wykonać analizę wielu oddziaływań między badanym enzymem a otrzymanymi cząsteczkami chemicznymi.  – Nasza technologia umożliwia zaprojektowanie i otrzymanie bardzo aktywnych i selektywnych substratów, inhibitorów i markerów chemicznych dla blisko spokrewnionych enzymów. Do tej pory, przy zastosowaniu tradycyjnych metod badania proteaz, było to niewykonalne – podkreśla naukowiec.

Autorzy zwracają również uwagę na ogromny potencjał tej technologii. – W ludzkim organizmie znajduje się ponad 600 różnych enzymów proteolitycznych, a duża część z nich stanowi atrakcyjne cele terapeutyczne. Jeśli do tej liczby dodamy jeszcze proteazy wirusowe, bakteryjne czy pasożytnicze,  to HyCoSuL jest  świetną platformą do opracowywania nowych ligandów dla tych enzymów – tłumaczy prof. Marcin Drąg. 

Dr  Marcin Poręba dodaje, że ligandy można podzielić na trzy grupy: substraty, inhibitory i markery. Substraty i markery chemiczne służą głównie do badania aktywności i lokalizacji poszczególnych enzymów w komórce, a nawet w całym organizmie. - Dzięki temu, jesteśmy w stanie dowiedzieć się, które enzymy wykazują zwiększoną aktywność lub które z nich wcale nie są aktywne. W obu przypadkach może to prowadzić do rozwoju szeregu chorób – mówi dr Poręba.  -  Z kolei dzięki inhibitorom projektowanym na bazie HyCoSuL możemy selektywnie „wyłączyć” lub przynajmniej znacząco zahamować aktywność enzymu, który powoduje zmiany patologiczne w komórce – wyjaśnia naukowiec. 

Dodatkowym atutem całej technologii jest możliwość uzyskania struktur wiodących cząsteczek selektywnie oddziałujących z danym enzymem, co daje okazję do wykorzystania przy projektowaniu i otrzymywaniu leków.

Zespół profesora Drąga opracował już nowe substraty, inhibitory i markery dla kilku medycznie istotnych grup enzymów, np. neutrofilowych proteaz serynowych, ludzkich kaspaz apoptotycznych i lizosomalnych katepsyn, mulitkatalitycznego kompleksu enzymatycznego zwanego proteasomem, czy proteazy NS2B-NS3 z wirusa ZIKA.  - Szczególnie ta ostatnia praca cieszy się ogromnym zainteresowaniem, gdyż wirus ZIKA należy do największych zagrożeń epidemiologicznych ostatnich lat, a wciąż nie ma skutecznych terapii w walce z tym wirusem – zaznacza profesor. 

Technologia HyCoSuL została opracowana dzięki  wsparciu Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej (program Focus), Narodowego Centrum Nauki (programy Opus, Harmonia i Preludium) i finasowaniu Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego (program Iuventus Plus).

ISZ