Os químicos da universidade do Carnegie Mellon resolveram um mistério molecular década-longo que poderia eventualmente ajudar cientistas a desenvolver terapias de droga para tratar uma variedade de desordens, incluindo a epilepsia e a doença de Alzheimer. Usando cálculos teóricos e computacionais intensivos, os investigadores do Carnegie Mellon modelaram as mudanças moleculars iniciais que ocorrem quando o glutamato do neurotransmissor entra com um receptor em um neurônio, que ajuste no movimento uma cadeia de acontecimentos que culmine no neurônio que ateia fogo a um impulso elétrico.
Tatyana Mamonova, um companheiro postdoctoral no laboratório de Maria Kurnikova do professor adjunto no Carnegie Mellon, apresentou este relatório na 234th reunião nacional da sociedade química americana em Boston.
Os receptors do glutamato, que são proteínas encontraram nos neurônios, dão forma a uma canaleta através da membrana do neurônio. Quando o glutamato, uma molécula da sinalização se liberou por outros neurônios, docas com o receptor do glutamato, causa uma série de mudanças moleculars da forma que eventualmente abrem a canaleta e excitam o neurônio. Embora a estrutura do local do embarcadouro do receptor do glutamato fosse sabida, ninguém souberam precisamente que as interações atômicas entre o glutamato e o receptor fizeram com que o receptor mudasse sua conformação -- até aqui. |
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“O local do embarcadouro (ou o domínio obrigatório do ligand) fecham-se quando o glutamato lhe liga. Tatyana encontrou que duas interações eletrostáticas chaves que travam o local ligand-obrigatório em seu formulário fechado uma vez o ligand estão limitadas,” disse Kurnikova. “Com este conhecimento à disposicão, nós podemos agora modelar o fechamento e a abertura do ligar-local usando um computador.”
Poder simular esta mudança conformational é crítico a compreender como ligar regula a canaleta da proteína, Kurnikova adicionou. “Finalmente, nós poderíamos usar o modelo de computador para projetar uma droga que inibisse ou realçasse a atividade do receptor do glutamato. Tipicamente, as companhias farmacéuticas podem fazer a varredura de centenas de drogas potenciais para encontrar um que tem a influência desejada. Determinando como as drogas interativas com o domínio ligand-obrigatório do receptor do glutamato em um modelo de computador conservariam o tempo tremendo e o dinheiro no processo do droga-desenvolvimento.”
Para localizar o mecanismo molecular que comuta a conformação do domínio obrigatório de aberto a fechado, Mamonova usou uma variedade de técnicas demodelagem, incluindo simulações moleculars da dinâmica, estudos da eletrostática da série contínua, e rigidez e hidrogênio-lig análises. Muitas destas tarefas são teòrica e computacionalmente intensivo, e Mamonova confiou freqüentemente no poder do informática de alto rendimento no centro da supercomputação de Pittsburgh, em um esforço conjunto do Carnegie Mellon e na universidade de Pittsburgh junto com Elétrica Westinghouse Companhia.
Este trabalho é financiado na parte pelos institutos nacionais de parcerias da saúde e de um National Science Foundation para concessão computacional avançada da infra-estrutura.
Para mais informação na pesquisa do grupo de Kurnikova, visita http://crete.chem.cmu.edu/. Para mais no centro da supercomputação de Pittsburgh, ver http://www.psc.edu/.
Sobre o Carnegie Mellon: O Carnegie Mellon é uma universidade confidencial da pesquisa com uma mistura distintiva de programas na engenharia, na informática, na robótica, no negócio, na política de interesse público, nas belas artes e nas humanidades. Mais de 10.000 undergraduate e estudantes de terceiro ciclo recebem uma instrução caraterizada por seu foco em criar e em executar soluções para verdadeiros problemas, a colaboração interdisciplinar, e a inovação. Uma relação pequena da estudante-à-faculdade fornece uma oportunidade para a interação próxima entre estudantes e professores. Quando a tecnologia for patente em seu terreno de Pittsburgh de 144 acres, o Carnegie Mellon é igualmente distintivo entre universidades principais da pesquisa para os programas mundo-ilustres em sua faculdade das belas artes. Uma universidade global, Carnegie Mellon tem terrenos em Silicon Valley, Califórnia, e Qatar, e programas em Ásia, em Austrália e em Europa. Para mais, ver http://www.cmu.edu/.
Fonte: Amy Pavlak
Universidade do Carnegie Mellon |
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