Rozpracowanie krystalicznej struktury enzymu, który bierze udział w metabolizmie heroiny i kokainy, pozwoliło zrozumieć, w jaki sposób organizm ludzki oczyszcza się z tych groźnych narkotyków - donieśli badacze z USA na łamach "Nature Structural Biology".
"Wyniki tych badań mają dwa potencjalne zastosowania. Po pierwsze, można je wykorzystać przy opracowaniu skutecznych metod odtruwania pacjentów po przedawkowaniu. Po drugie, cały mechanizm można będzie wykorzystać jako sposób na neutralizacje broni chemicznej takiej, jak gazy sarin, soman, tabun i V-gazy" - komentuje prowadzący badania prof. Matthew R. Redinbo z University of North Carolina w Chapel Hill.
Zespołowi Redinbo udało się poznać krystaliczną strukturę ludzkiego enzymu o nazwie karboksylesteraza 1 (hCE1) w kompleksach, jakie tworzy z heroiną i kokainą. To pozwoliło prześledzić sposób przeprowadzania przez enzym pierwszego etapu rozkładu kokainy oraz pierwsze dwa etapu rozkładu heroiny.
Karboksylesteraza 1 pełni w organizmie ludzkim rolę wykwalifikowanego "czyściciela" biologicznego. Jest aktywna w wielu tkankach i organach - wątrobie, jelicie cienkim, nerkach, płucach, jądrach, a także w mniejszych ilościach w surowicy krwi. Odgrywa też rolę w metabolizmie cholesterolu, a dokładnie w transporcie jego cząsteczek do wątroby i z wątroby.
Według autorów, uzyskanie bardziej aktywnej formy enzymu, łączącej się specyficznie tylko z kokainą, pomogłoby rozwinąć skuteczną metodę odtruwania pacjentów, którzy przedawkowali narkotyk.
"Aktywniejszy enzym można otrzymać poprzez wprowadzenie niewielkich zmian w jego cząsteczce, które dotyczyłyby jedynie sekwencji aminokwasów budujących białko" - tłumaczy Redinbo.
Wstrzykiwanie enzymu pacjentom po przedawkowaniu, pomogłoby szybciej metabolizować kokainę, zanim nastąpi śmiertelne zatrucie organizmu - wyjaśnia.
Redinbo uważa też, że poznanie krystalicznej struktury karboksylesterazy 1 ułatwi wprowadzenie w enzymie takich zmian, dzięki którym będzie efektywnie rozkładał związki stosowane jako broń chemiczna, na przykład gazy z grupy estrów fosfoorganicznych, jak sarin, soman, tabun i V-gazy. Są one spokrewnione ze znanymi środkami owadobójczymi. Wykazują działanie paralityczno-drgawkowe, przez wpływ na zakończenia obwodowych włókien nerwowych, m.in. unerwiających układ oddechowy.
Badacze spekulują, że zmodyfikowany enzym można by wstrzykiwać żołnierzom lub cywilom przed planowaną walką. Istnieje też możliwość opracowania inhalatorów z enzymem. A ponieważ jego czas półtrwania we krwi jest długi, mógłby zapewnić ochronę nawet na kilka dni.
"Nie powinien też wywoływać żadnych reakcji ze strony układu odporności, bo jest to przecież ludzkie białko" - konkluduje Redinbo.
Komentarze