Phần 1: Trực quan hóa động học protein
Phần 2: Sử dụng tiến hóa để làm sáng tỏ cơ chế của một loại thuốc điều trị ung thư
Tổng quan bài trình bày
Các protein như phân tử tín hiệu, enzyme xúc tác và protein vận chuyển qua màng không phải là những cấu trúc tĩnh, mà luôn ở trạng thái chuyển động liên tục để thực hiện chức năng. Trong bài trình bày đầu tiên, Dorothee Kern giải thích cách bà sử dụng các kỹ thuật như cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), tinh thể học tia X, FRET đơn phân tử và mô phỏng tính toán để trực quan hóa động học nhanh của protein. Bà trình bày các nguyên lý cơ bản của những kỹ thuật này và giải thích cách chúng cung cấp thông tin về cấu trúc và năng lượng của protein, cũng như cơ chế hoạt động của chúng trong tế bào.
Gleevec (Imatinib) là một loại thuốc rất hiệu quả trong điều trị bệnh chronic myelogenous leukemia (bạch cầu mạn dòng tủy). Thuốc này hoạt động bằng cách gắn kết và ức chế đặc hiệu phân tử tín hiệu Abl kinase. Abl kinase có quan hệ rất gần với Src kinase, và thực tế là vị trí gắn thuốc của Gleevec gần như giống hệt nhau giữa hai protein này. Tuy nhiên, một điều thú vị là Gleevec gắn với Abl mạnh hơn khoảng 3000 lần so với Src. Tại sao lại như vậy?
Trong bài trình bày thứ hai, Kern giải đáp câu hỏi này. Phòng thí nghiệm của bà đã sử dụng NMR cùng các kỹ thuật được giới thiệu ở Phần 1 để chứng minh rằng động học protein của Abl và Src khác nhau đáng kể khi Gleevec gắn vào. Trong một thí nghiệm sáng tạo, họ tổng hợp các protein được cho là tổ tiên tiến hóa của Src và Abl, qua đó cho thấy những thay đổi về axit amin trong toàn bộ kinase đã quyết định sự khác biệt về ái lực gắn của Gleevec đối với Abl so với Src.
Những thí nghiệm như vậy nhấn mạnh tầm quan trọng của việc hiểu động học protein ở cấp độ nguyên tử của toàn bộ phân tử protein, chứ không chỉ riêng vị trí gắn thuốc, trong quá trình thiết kế thuốc mới.
Tư liệu truyền thông:
Speaker Bio
Dorothee Kern
Dorothee Kern is a Professor of Biochemistry at Brandeis University and an Investigator of the Howard Hughes Medical Institute. Kern strives to understand how proteins function by understanding how they move. She uses biophysical analytical methods, in particular nuclear magnetic resonance (NMR), to analyze protein dynamics. Using NMR, she has followed the high speed motion… Continue Reading
