Wissenschaftler der Texas A&M University haben eine Lasertechnik entwickelt, mit der Quantenkräfte wie Pi-Pi-Stapelungen in Proteinen direkt gemessen werden können. Die Methode namens TRIP ermöglicht eine präzisere Vorhersage der Wirksamkeit von Arzneimitteln. Erste Tests an einem Schlüsselprotein des SARS-CoV-2-Virus bestätigten die Aussagekraft. Die Studie wurde in Science Advances veröffentlicht.
TRIP-Technik erfasst molekulare Wechselwirkungen in Echtzeit
Forschern um Narangerel Altangerel ist es gelungen, mit der Technik Thermostable Raman Interaction Profiling (TRIP) verborgene Quantenkräfte zu messen, die die Struktur von Proteinen bestimmen. Die Methode nutzt Laser, um Vibrationssignale von Molekülen aufzunehmen. An dem Hauptprotease Mpro des Coronavirus zeigten die Messungen Veränderungen bei der Bindung von antiviralen Wirkstoffen.
Die Ergebnisse korrelierten mit der bekannten Wirksamkeit der getesteten Medikamente. Die Technik könnte die Entwicklung von Arzneimitteln beschleunigen.
背景
Pi-Pi-Stapelungen sind schwache Quantenwechselwirkungen zwischen aromatischen Ringen in Molekülen. Sie spielen eine zentrale Rolle bei der Faltung von Proteinen, der DNA-Struktur und der Wirkungsweise vieler Medikamente. Bisherige Methoden wie Röntgenkristallographie lieferten nur indirekte Hinweise. TRIP erfasst diese Kräfte über charakteristische Vibrationsverschiebungen, etwa der „Benzolring-Atemfrequenz“ der Aminosäure Phenylalanin.
Bedeutung für die Arzneimittelentwicklung
Die Technik ermöglicht eine direkte Bewertung, wie gut Wirkstoffe an Proteine binden. Dies könnte bei Krebs, Alzheimer und Infektionskrankheiten helfen, Kandidaten frühzeitig zu bewerten. TRIP ist nicht-invasiv und arbeitet in biologischen Systemen.
项目中的声音
„Zum ersten Mal können wir molekulare Kräfte auf ihrer fundamentalsten Ebene direkt messen“, sagte Narangerel Altangerel, Assistant Research Scientist an der Texas A&M University. „Wir können diese Messungen als prädiktives Werkzeug für die Arzneimittelentwicklung nutzen.“
„Unsere Technik ist nicht-invasiv und kann die Testung und Vorauswahl von Arzneimitteln beschleunigen, mit dem Ziel, die menschliche Gesundheit zu verbessern“, ergänzte Philip Hemmer, Professor für Elektrotechnik und Computertechnik.
下一步
Die Forscher haben ein US-Patent für die Erfindung angemeldet. Weitere Arbeiten sollen die Methode zu einem Standardprotokoll für die pharmazeutische Forschung weiterentwickeln. Die Studie wurde vom Air Force Office of Scientific Research, den National Institutes of Health, Google und dem Army Research Laboratory unterstützt.
常见问题解答
Worum geht es bei der neuen Technik?
TRIP ist eine laserbasierte Raman-Methode, die Quantenkräfte wie Pi-Pi-Stapelungen in Proteinen direkt misst.
Warum ist die Entwicklung relevant?
Sie ermöglicht eine genauere Vorhersage der Bindung und Wirksamkeit von Arzneimitteln und könnte die Entwicklung neuer Therapien beschleunigen.
An welchem Modell wurde die Technik getestet?
An der Hauptprotease Mpro des SARS-CoV-2-Virus.
Wer ist beteiligt?
Forschende der Texas A&M University, darunter Narangerel Altangerel und Philip Hemmer.
Welche nächsten Schritte sind geplant?
Weiterentwicklung zur Standardmethode in der Arzneimittelforschung und Anwendung auf weitere Krankheitsbereiche.
