Ученые выявили структуру переходной формы ферментов, участвующих в переработке веществ в печени, что позволит в будущем создать новые более эффективные и дешевые лекарства и более безопасные товары бытовой химии, согласно результатам исследования опубликованным в журнале Science.

То, как различные компоненты пищи или лекарственных препаратов усваиваются организмом и сочетаются между собой, во многом определяется работой ферментов группы P450 (цитохром P 450) в печени, однако детальные механизмы переработки различных веществ этими ферментами до последнего времени, несмотря на более чем сорокалетний период активного исследования, ученым известны не были. Главной причиной этого, по мнению авторов статьи, было то, что в ходе взаимодействия с биологическими молекулами ферменты P 450 на исчезающий короткий промежуток времени образуют переходную форму с участием молекулы кислорода, которая и отвечает за переработку веществ. При этом начальные и конечные формы, в которых существуют ферменты, являются биологически неактивными, а строго доказать существование переходной формы ферментов, и уж тем более описать ее структуру, до сих пор никому не удавалось.

Впервые выяснить, какова на самом деле структура этого переходного состояния, удалось профессору Майклу Грину из Пенсильванского университета в США.

Самым сложным этапом нашей работы и стал захват молекулы фермента цитохром P 450 в тот момент, когда он находится в активной форме», – пояснил Грин, слова которого приводит пресс-служба университета.

Для выполнения этой задачи ученые вывели специальную линию бактерий E.coli, способную к выработке человеческих вариантов одного из ферментов из семейства цитохром P 450. Выделив, таким образом, раствор, содержащий фермент, ученые применили специальную методику его замораживания на короткий срок (тысячную долю секунды) сразу после взаимодействия со специальным веществом – мета-хлоропербензойной кислотой. Находясь в таком замороженном состоянии в течение тысячной доли секунды, соединение поддается изучению с помощью специальных методов – мессбауэровской спектроскопии и электро-парамагнитного резонанса, чем и воспользовались авторы статьи, описавшие в ней структуру переходного состояния фермента CYP119 из семейства цитохром Р450.

Ученые отмечают, что люди из различных популяций обладают разными типами генов, отвечающих за синтез ферментов из семейства Р 450. Именно по этой причине восприимчивость людей к лекарствам и нелекарственным веществам бывает разной.

Разрушительные для человеческого организма взаимодействия между компонентами лекарств – известная фармакологическая проблема, и наша работа по изучению ферментов Р 450 поможет ее решить», – сказал Грин.

По материалам: