Les scientifiques étudient les racémases et suggèrent des stratégies pour trouver des médicaments qui ciblent ces enzymes importantes


Les scientifiques étudient les racémases et proposent des stratégies pour trouver des médicaments ciblant ces enzymes importantes.

Le centre actif de l’alanine racémase, une cible antibactérienne importante. Crédit photo: Université de Bath

scientifiques de l’Université de Bath, au Royaume-Uni, les – un type d’enzyme important lié à certains cancers et à d’autres maladies potentiellement mortelles, et également vital pour la fonction cellulaire – dans un article publié dans la prestigieuse revue Avis sur Chemical Society. Les scientifiques suggèrent également de nouvelles pour des médicaments neutralisent ces enzymes.

De nombreuses racémases et épimérases jouent un rôle important dans les cellules humaines et animales ainsi que dans les organismes pathogènes. Ils facilitent le bon fonctionnement nerveux, la dégradation des substances toxiques, la formation de parois cellulaires bactériennes et la conversion de certains médicaments en leur forme active (la conversion la plus célèbre est observée avec l’ibuprofène, qui est ingéré sous forme de mélange d’isomères et converti en le foie à l’isomère S actif). Alors que des niveaux normaux de fonction racémase et épimérase sont généralement bénéfiques, des niveaux élevés peuvent être nocifs. Pour cette raison, il existe un intérêt considérable pour le développement de médicaments qui affectent ces enzymes.

Des résultats prometteurs ont été obtenus dans des expériences de laboratoire examinant des racémases (et des épimérases apparentées) avec des molécules médicamenteuses expérimentales. Ces molécules réduisent l’activité fonctionnelle des racémases et peuvent être développées en de nouvelles thérapies pour une variété de maladies, y compris les cancers de la prostate, du sein et du cerveau. La maladie d’Alzheimer et autres démences; infections bactériennes et virales; Maladie de Chagas et complications du diabète.

Parmi les réalisations notables dans le développement de molécules pour lutter contre la racémase, citons l’identification de la D-cyclosérine (un produit naturel découvert en 1954) utilisée pour traiter la tuberculose – une menace majeure pour la santé mondiale.

À ce jour, il n’y a pas eu d’examen général de la façon dont les médicaments peuvent être utilisés pour empêcher ces puissants enzymes de fonctionner. Le nouveau papier Bath examine toutes les stratégies connues utilisées pour concevoir ou découvrir de tels médicaments, y compris les méthodes de mesure de la fonction racémase et de l’efficacité des médicaments. Le document examine également les progrès récents dans le développement de médicaments qui ciblent des enzymes spécifiques, y compris l’alpha-méthylacyl-CoA racémase – une enzyme liée au cancer de la prostate qui fait l’objet de la propre recherche de l’équipe.

De plus, les chercheurs de Bath voulaient développer un modèle cohérent de la façon dont les racémases et les épimérases remplissent leurs fonctions. Votre espoir est d’utiliser ce modèle pour concevoir et développer des médicaments plus efficaces.

Ce qui rend les racémases et les épimérases si spéciales, c’est leur capacité à modifier la chiralité des molécules – c’est-à-dire la façon dont les groupes dans les molécules se tordent. De nombreuses molécules biologiques présentent une chiralité, et le sens de rotation d’une molécule particulière détermine son fonctionnement: les molécules d’image miroir avec exactement la même structure peuvent se comporter très différemment dans les systèmes biologiques. Ce phénomène d’image miroir est connu sous le nom d’isomérie stéréochimique, et les molécules d’image miroir sont les isomères.

Dans les systèmes biologiques, l’un des deux isomères stéréochimiques prédomine, mais il existe de nombreux exemples dans lesquels l’isomère le moins commun joue un rôle critique spécifique dans la cellule. Par exemple, l’acide aminé L-sérine est abondant dans les protéines et les membranes de toutes les cellules, tandis que l’isomère D-sérine joue un rôle particulier dans la neurotransmission chez l’homme et d’autres animaux supérieurs. Les racémases et les épimérases catalysent la formation du moins commun des deux isomères par rapport au plus commun, modifiant la façon dont la molécule tourne. Ils mènent leurs réactions en utilisant différentes stratégies chimiques. Le plus courant, cependant, est l’élimination d’un proton d’un atome de charbon actif, suivie du don d’un proton du côté opposé pour éteindre l’intermédiaire résultant.

En plus du rôle qu’elles jouent dans la santé humaine, les racémases et les épimérases ont d’importantes applications biotechnologiques dans des voies respectueuses de l’environnement et durables vers des produits chimiques de haute valeur économique. Ces enzymes peuvent être utilisées pour fabriquer des isomères stéréochimiques difficiles d’accès d’acides aminés et d’autres molécules importantes dans les industries alimentaire, cosmétique, pharmaceutique et de la chimie fine.

Depuis de nombreuses années, l’équipe de Bath travaille sur l’α-méthylacyl-CoA racémase (AMACR) – une enzyme suractivée dans la prostate et d’autres cancers. La recherche sur cette enzyme et la recherche de composés pour l’empêcher de fonctionner a été financée par plusieurs organisations, dont Prostate Cancer UK.

Dr. Matthew Lloyd, auteur principal de l’article, a déclaré: « Les racémases et les épimérases ont traditionnellement été considérées comme des enzymes de niche. Cependant, leur position centrale dans les processus biologiques signifie qu’elles sont d’excellentes cibles médicamenteuses et peuvent être utilisées dans la fabrication de produits chimiques importants avec une grande valeur économique parce qu’ils sont dans le. « Les industries alimentaires, cosmétiques, pharmaceutiques et autres sont utilisées.

«Notre analyse systématique des enzymes racémases, les réactions qu’elles catalysent et les moyens de les arrêter révèlent plusieurs thèmes communs et suggèrent plusieurs nouvelles pistes de recherche. Grâce à notre revue détaillée, nous avons maintenant une bien meilleure compréhension théorique du fonctionnement de ces enzymes. , et cette connaissance est essentielle si ces enzymes doivent être efficacement attaquées par les médicaments nouvellement développés. « 

Il a ajouté: « Il est également clair qu’il existe plusieurs stratégies potentielles pour le développement de nouveaux médicaments, telles que la conception de médicaments à base de fragments et le criblage virtuel, qui sont prêtes à être utilisées. Nous espérons que cet article fournira de nouvelles recherches sur ces enzymes sous-estimées. « stimulera. » « 

Simon Grieveson, directeur de la recherche chez Prostate Cancer UK, a déclaré: «Le cancer de la prostate est le cancer le plus courant chez les hommes et nous avons un besoin urgent de meilleurs traitements, nous nous engageons donc à financer une recherche comme celle-ci qui explore de nouvelles façons prometteuses de lutter contre le cancer. Maladies.

«Grâce à leurs travaux de laboratoire détaillés, le Dr Lloyd et son équipe ont réussi à trouver des moyens de cibler et de supprimer une protéine clé impliquée dans la croissance du cancer de la prostate. Nous sommes impatients de voir comment cette recherche se développera au cours des années à venir quel rôle ils joueront dans le développement de nouveaux traitements pour les hommes.  »


Des scientifiques étudient des molécules pour de nouveaux médicaments prometteurs contre le cancer de la prostate


Plus d’information:
Matthew D.Loyd et al., Racémases et épimérases utilisant un mécanisme de transfert de 1,1 proton: réactivité, mécanisme et inhibition, Avis sur Chemical Society (2021). DOI: 10.1039 / D0CS00540A

Fourni par l’Université de Bath

Citation: Les scientifiques étudient les racémases et suggèrent des stratégies pour trouver des médicaments qui ciblent ces enzymes importantes (25 mai 2021) publié le 25 mai 2021 sur https://phys.org/news/2021-05-scientists -explore-racemases-strategies- drogues. html

Ce document est soumis au droit d’auteur. Sauf pour le commerce équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre informatif uniquement.

Laisser un commentaire