Ученые МГУ создали базу данных веществ, подавляющих белковый синтез, – потенциальных лекарств для борьбы с раком и вирусными инфекциями.
Биосинтез белка – один из главных метаболических процессов, жизненно необходимый для поддержания всех функций нашего организма. В активно делящихся клетках на него расходуется существенная часть энергии, а его нарушение приводит к неизбежной остановке деления и клеточной смерти. Поэтому неудивительно, что трансляция (как еще называют биосинтез белка) является ахиллесовой пятой, например, опухолевых клеток. То же самое можно сказать и о вирусах, заставляющих клетку активно нарабатывать белки. Разумеется, паразитические бактерии в активной стадии роста также сильно зависят от трансляции. Поэтому низкомолекулярные вещества-ингибиторы, способные специфично подавлять биосинтез белка, имеют большое значение для борьбы с раком, вирусными и бактериальными инфекциями. Но их применение не ограничивается этими областями: они используются в противовоспалительной, иммуносупрессорной и антигрибковой терапии, в неврологии, паразитологии и гериатрии, в лечении наследственных заболеваний, в решении задач продления жизни, а также в сельском хозяйстве и ветеринарии. Тем не менее использование этих препаратов в медицине пока сильно сдерживают побочные эффекты, связанные с их токсичностью. Однако быстрое развитие технологий высокопроизводительного скрининга, компьютерного моделирования и машинного обучения в сочетании с современными методами структурного анализа и химического синтеза позволяет надеяться на быстрый прогресс в разработке новых производных с усовершенствованными терапевтическими свойствами.
Разработка новых ингибиторов невозможна без систематизации знаний об уже открытых веществах с такой активностью. Про антибиотики, подавляющие синтез белка у бактерий, написаны многочисленные научные обзоры и монографии. А вот ингибиторы трансляции в клетках эукариот (организмов, чья клетка имеет ядро, таких как животные, растения, грибы и простейшие) были незаслуженно обойдены вниманием, хотя именно на них во многом возлагаются надежды в вышеперечисленных областях медицины. Коллектив авторов из МГУ под руководством Сергея Дмитриева решил исправить эту «несправедливость» и издал «Краткий справочник по низкомолекулярным ингибиторам эукариотической трансляции» на русском и английском языках. «Справочник» вышел в виде таблиц и обзора, которые были опубликованы в тематическом номере журнала «Биохимия», посвященном юбилею академика Алексея Алексеевича Богданова – классика, внесшего большой вклад в изучение механизмов биосинтеза белка.
«В этом обзоре мы попытались упомянуть основные типы низкомолекулярных ингибиторов эукариотической трансляции, – рассказывает соавтор статьи, студент 2-го курса факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ Дэн Владимиров. – Однако количество известных на данный момент веществ с подобной активностью, даже если рассматривать лишь ингибиторы с хорошо охарактеризованным механизмом действия, составляет несколько сотен, поэтому рассмотреть их все в рамках одной статьи не представлялось возможным. Кроме того, этот список постоянно пополняется новыми веществами. Поэтому, помимо таблиц и текста, нами была разработана обновляемая база данных низкомолекулярных ингибиторов биосинтеза белка. Мы дали ей забавное название EuPSIC (звучит как «Юпсик» – сокращение от Eukaryotic Protein Synthesis Inhibiting Compounds). В ней содержатся дополнительные поля, облегчающие машинную обработку данных, такие как идентификаторы веществ из базы данных химических соединений PubChem, ссылки на литературные источники и так далее».
База данных размещена на сайте НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ: http://eupsic.belozersky.msu.ru/.
Иллюстрация. Структура фрагмента эукариотической рибосомы со связанным ингибитором белкового синтеза (PDB 4U4O). Сергей Дмитриев/МГУ