Многие думают, что искать лекарства от болезней дело великих ученых с кучей лет обучения за плечами... Но в 21 веке дела обстоят не так, сейчас любой школьник у которого есть компьютер, может попробовать найти лекарство!
Предыстория. Как искали раньше?
Много лет назад людей лечили шаманы, лекари, эльфы и многие другие существа, которые обладали магическими способностями. Затем люди начали познавать такие науки, как химия, биология и физика. И стали искать лекарства на основе знаний о строение веществ и организма человека.
Еще 30 лет назад лекарства искали примерно так: брали 300 химиков и заставляли их синтезировать молекулы, которые дальше испытывали на вирусах или бактериях(надо заметить этот метод неплохо работает и сейчас). Но с приходом технологий и персонального компьютера в каждый дом, мы можем искать лекарства не пачкая руки, а моделируя все процессы!
Как работают лекарства?
Сейчас почти все современные лекарства работают по одному механизму. Молекула лекарства попадает в область, где находится наши бактерии, а дальше есть 5 основных методов воздействия:
- Нарушить функции мембраны клетки.
- Ингибировать функции клеточной стенки.
- Нарушить синтез ДНК или РНК.
- Нарушить синтез белка.
- Нарушить метаболизм клетки.
То есть нужно просто нарушить одну из важных функций в клетке, что убьют ее!
Большинство лекарств воздействуют на белки, ведь они выполняют 90 % функционала в клетке. Само воздействие происходит за счет закрепления молекулы в активном центре белка, за счет водородных и реже ковалентных связей.
От лирики к действию. Ищем цель нашей атаки !
Все известные белки лежат в базе данных под названием PDB(Protein Data Bank). Рассмотрим белок Tyrosine-protein kinase TIE-2(он играет ключевую роль в образовании опухолей сосудов). Вы можете выбрать любой другой белок, для которого хотите найти лиганд(молекула лекарства), прочитать про его функции вы можете так же на сайте PDB или NCBI.
Работа с 3D моделями белков.
Для визуального восприятия белков и лигандов внутри него можно использовать программу PyMOL(она является бесплатной).
Чтобы получить белок в программе, в командную строку нужно ввести fetch id(id - взять из PDB). В меню объектов можно изменить структуру отображения белка. В этой программе можно сделать самые красивые фоточки для вашей научной статьи!
В следующих статьях мы рассмотрим, где и как искать лекарство для нашего белка. А пока я пишу новые статьи!