Forskere udvikle test giver ny vej til identifikation af fedme, diabetes narkotika


Forskere udvikle test giver ny vej til identifikation af fedme, diabetes narkotika

Forskere ved Scripps Research Institute har udviklet en ny molekylær test, der gør det muligt for forskere at søge potentielle lægemidler rettet mod et humant metabolisk enzym, der antages at stimulere appetitten og spille en rolle i diabetes.

Den nye test, som forskerne kalder et simpelt assay til, giver forskere mulighed for at se gennem hundreder af tusinder af forbindelser til dem, der har potentiale til at blokere virkningen af ​​et enzym kendt som ghrelin O-acyltransferase (GOAT). Hvis der findes stoffer, der sikkert undertrykker GAT's virkning, kan de hjælpe mennesker, der har kliniske problemer med appetit, fedme og diabetes.

"Der har ikke været en simpel skærm indtil nu", siger Kim D. Janda, Ph.D., en professor i Kemi og Immunologi og Mikrobiologisk Institut, medlem af The Skaggs Institute for Chemical Biology, og direktør for The Worm Institute for Research and Medicine at Scripps Research.

Janda og Amanda Garner, Ph.D., en forskningsassistent i hans laboratorium, beskriver den nye tilgang - som også kan vise sig nyttig til undersøgelse af andre enzymer involveret i en række sygdomme - i et forskud, online Tidlig udgave af tidsskriftet Angewandte Chemie .

Et fristende mål

Selv om GAT først blev opdaget for nylig, havde videnskabsmændene i 2008 spekuleret i, at det måtte eksistere. Efter alt havde dets mål (ghrelin eller "G" i akronymet GOAT) været kendt i mere end et årti.

Ghrelin, et lille peptidhormon, der hovedsageligt produceres i maven, signalerer sult, typisk før måltider. Ghrelin har været forbundet med Prader-Willi syndrom en fælles genetisk årsag til fedme i barndommen, hvor patienter har usædvanligt høje ghrelinniveauer.

Ghrelins biologi er ret indviklet. For at ghrelin skal påvirke kroppens metabolisme, skal det bevæge sig fra maven til hjernen, hvor det virker på neuroner. GOAT fungerer som et "pas" checkpunktsstation til behandling af 'pro-ghrelin'.

"Uden GOAT's modifikation af" pro-ghrelin, "ghrelins indtræden i hjernen og dermed dets medicinske implikationer, ophæves," sagde Janda. "Derfor er GOAT blevet eftertragtet som et lovende terapeutisk mål for fedme og diabetes."

Opgaven med at finde lægemiddellignende forbindelser, der målretter GOAT, er imidlertid kompliceret af, at enzymet er vanskeligt at arbejde med. Som et membranbundet protein kan GOAT ikke let renses til homogenitet og skal suspenderes i et fedtmiljø.

Mest kritisk blev der dog ikke udviklet nogen brugervenlige high-throughput screening tests for denne klasse af enzymer. Nuværende analyseteknologi til mål, der ligner GOAT, er afhængig af radiomærkningsteknikker, som er arbejdskrævende og kræver yderligere sikkerhedsforanstaltninger.

Da Janda og Garner satte op til at udvikle et assay for at overvåge GOATs aktivitet, havde de til formål at ændre denne situation.

At tage en frisk tilgang

Forskerne var især interesserede i at designe et fluorescensbaseret assay for GOAT. I modsætning til radiomærkningsteknikker er fluorescensanalyser sikre, kan let udføres i et højformatformat og kræver kun en enkel lyskilde.

I udviklingen af ​​deres nye tilgang blev teamet inspireret af enzymimmunanalysestrategier, der almindeligvis anvendes i biologi, kemi og medicin, og ved "click chemistry" er et koncept udviklet hos Scripps Research. Fordi mængden af ​​ghrelin modificeret af GOAT er minut, brugte forskerne også princippet om multi-omsætning signalforstærkning til præcis detektion.

I sidste ende lykkedes det at designe og skabe den nye teknologi - som de kalder "katalytisk analyse ved hjælp af enzym-linked click chemistry assay" (cat-ELCCA).

"Denne nye analyseteknologi er både yderst følsom og reproducerbar," bemærkede Janda, "hvilket gør det til et glimrende assay for high-throughput screening."

Janda og Garner udvikler nu analysen yderligere, så forskere kan skærm tusinder til millioner af stoffer på en gang imod aktiviteten af ​​GOAT.

Arbejde med Angewandte Chemie-artiklen, "cat-ELCCA: En robust metode til overvågning af fedtsyreacyltransferaseaktiviteten af ​​Ghrelin O-Acyltransferase (GOAT)", blev finansieret af Skaggs Institut for Kemisk Biologi og støttet af et postdoktoralt fællesskab fra National Institutes of Health.

Kilde: Scripps Research Institute

Egg Industry Response to Choline and TMAO (Video Medicinsk Og Professionel 2020).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Sygdom