利用最先进的计算机模拟提出一种治疗结核病的新药
日本丰桥工业大学计算机科学与工程系和乌克兰国家科学院食品生物技术与基因组学研究所的研究团队利用最先进的分子模拟技术，提出了一种治疗结核病的新药。此药可抑制结核分枝杆菌的细胞分裂(结核分枝杆菌)并抑制其生长。另外，因为这种药作用于结核分枝杆菌而不是采取行动结核分枝杆菌本身,结核分枝杆菌突变的可能性很小，也不会产生耐药性。因此，该药物有望产生一种长期保持药效的新药物。
当前，新型冠状病毒感染的新型冠状病毒在全球传播已成为重大社会问题。同样，结核病是由结核分枝杆菌结核病也是迄今为止世界上最危险的传染病之一，人们已经开发出各种用于治疗结核病的药物。然而，随着结核分枝杆菌它很容易突变，新的突变体有可能保留对现有药物的耐药性，从而使它们失效。这一事实是进一步开发结核病药物的主要瓶颈。
因此，要防止这种情况的发生耐药性的酶分泌的药物结核分枝杆菌而不是结核分枝杆菌本身正在发展中。在本研究中，我们针对细胞骨架蛋白FtsZ，这是必不可少的结核分枝杆菌为了进行细胞分裂，通过抑制这种功能，我们的目标是发展出一种新的药物它能抑制细胞分裂结核分枝杆菌并抑制其生长。为此，我们使用了我们课题组开发的最先进的高精度分子模拟方法来分析FtsZ与各种候选药物化合物之间的结合特性。基于模拟结果，我们提出了与FtsZ结合更强的化合物作为一种治疗结核病的新药。
这篇论文的主要作者，硕士研究生Shohei Yamamoto，在下面回顾了那段时间。“因为这项研究的目标FtsZ蛋白有许多化合物可以与之结合的位置，我们很难确定FtsZ蛋白的位置，这些被认为是候选药物的化合物在分子模拟中结合最强烈。我认为能够解决这个问题导致了一种治疗结核病的药物的提议。”
此外，该研究团队的负责人、副教授栗田敬之(Noriyuki Kurita)在下面讲述了研究是如何开始的。“这项研究是我和乌克兰国家科学院的老朋友们合作完成的。我记得大约五年前，当我参观乌克兰基辅的一个实验室时，第一次接触到一种名为FtsZ的蛋白质，我回答说，它的结构太复杂了，在我们的分子模拟中很难研究它与类药物化合物的结合特性。然而，我的朋友几次要求我开始计算，最终我们亲密的合作研究开始了。我认为东欧的研究人员倾向于彻底地研究困难的研究主题，即使这需要很长时间，而且我们可以从他们如何进行研究中学到很多东西。”
目前，我们要求在乌克兰的一个实验室合成本文中提出的化合物，并通过细胞实验研究其效果，但由于对方的经济状况，这似乎需要时间来实现。此外，本研究使用的分子模拟方法可以应用于其他蛋白质，我们目前正在进行计算，旨在提出新型冠状病毒蛋白质的新抑制剂。
这项研究是通过一个由日本学生服务组织(JASSO)支持的国际实习项目、丰桥工业大学和乌克兰国家科学院食品生物技术和基因组学研究所之间的学生交换和研究交流项目来进行的。我们要感谢乌克兰国家科学院的Yaroslav Blume教授、Sergey Shulga教授和Karpov Pavel博士为推进这项联合研究提供了宝贵信息。
用户评论