ФЕРМЕНТЫ-МУТАНТЫ ПОМОГУТ ИЗБАВИТЬСЯ ОТ ПРИСТРАСТИЯ К КОКАИНУ

ФЕРМЕНТЫ-МУТАНТЫ ПОМОГУТ ИЗБАВИТЬСЯ ОТ ПРИСТРАСТИЯ К КОКАИНУ

Модифицированный фермент, который в 1000 раз увеличивает скорость гидролиза кокаина, чем до модификации, может стать основой для медикаментозного лечения от кокаиновой зависимости. Фермент может быстро разрушить кокаин до метаболитов, не проявляющих биологическую активность, кроме этого модификация фермента не приводит к изменению его селективности по отношению к другим природным субстратам.

Кокаин является одним из самых широко используемых, незаконных наркотиком во всем мире. В отличие от многих других веществ, которыми часто злоупотребляют, не существует хорошо зарекомендовавших себя лекарственных средств, полезных для лечения кокаиновой зависимости. Кокаиновая зависимость и злоупотребление кокаином являются причиной существенных социальных проблем. Таким образом, нахождение способа излечения от этой зависимости имеет первостепенное значение.

Чан-Го Чжань (Chang-Guo Zhan) с коллегами из Университета Кентукки в Лексингтоне, США, разработали фермент, который, по их мнению, видится как идеальное решение для вышеуказанной проблемы. Фермент ускоряет естественный метаболический путь кокаина в организме с целью выработки биологически неактивных веществ, которые могут выйти из организма безопасно и быстро.

Бутирилхолинэстераза (BChE) занимает основное место в естественном метаболизме кокаина, но обычно этот фермент расщепляет наркотическое вещество достаточно медленно. Благодаря объединению компьютерного моделирования и экспериментального исследования были успешно созданы серии мутантов BChE, которые протестировали в качестве ферментов, способствующих гидролизу кокаина. Самый лучший мутантный фермент продемонстрировал гидролизную активность в 1000 раз большую в сравнении с нативным ферментом BChE.

Результаты исследования Чжань показывают, что ферменты-мутанты не только эффективны, но также селективны по отношению к природному кокаину, не активируя гидролиз других природных субстратов, включая непременный нейромедиатор ацетилхолин. Фактически, мутанты имели даже более низкую каталитическую активность по отношению к изученным субстратам, чем немутированный BChE, в дальнейшем увеличивая свою пригодность в качестве потенциального средства лечения.

Роберт Риттенхауз (Robert Rittenhouse), эксперт в области компьютерного изучения ферментов из Центрального университета Вашингтона в Элленсберге, США, говорит, что работа Чжань является одним из лучших примеров того, чего можно достичь при правильном сочетании новейших вычислительных методов. В дополнении он верит, что проведенная работа исследователей имеет большое значение для области, касающейся лечения пациентов, употреблявших кокаин.

Таким образом, перспектива эффективного лечения кокаиновой зависимости кажется обнадеживающей, и новый препарат уже проходит клинические испытания в фармацевтической области с одним из BChE-мутантов в условиях усиленной анонимности.

Источники: [1] Org. Biomol. Chem., 2013, DOI: 10.1039/c3ob41713a; [2] Biochemistry, 2010, 49, 9113 (DOI: 10.1021/bi1011628)