Un estudi multidisciplinari del Grup de Recerca en Bioquímica Computacional de la Universitat Jaume I (UJI), en col·laboració amb grups d'universitats de Canadà i el Regne Unit, ha dissenyat petites molècules que són capaces d'enllaçar-se i inhibir l'activitat dels enzims en processos infecciosos. Les conclusions d'aquest treball, desenvolupat al costat de la Universitat Simon Fraser i la Universitat de Saint Andrews, s'han publicat en la revista Nature Communications.
La recerca ha demostrat com noves molècules, similars als carbohidrats però de petites dimensions, s'enllacen als enzims responsables de la degradació d'aquests, les glucosidases. «Hem sintetitzat noves molècules, hem pres mesures de la seua activitat inhibitòria, hem obtingut estructures mitjançant difracció de rajos X i hem fet simulacions computacionals sobre el procés complet», explica el director del grup de Bioquímica Computacional, Vicent Moliner. Els resultats han demostrat la capacitat d'aquestes noves molècules per inhibir l'activitat d'aquest tipus concret d'enzims glicosidases.
Moliner, catedràtic de Química Física de l’UJI, considera que aquest estudi «pot representar el primer pas per al disseny de nous fàrmacs», atès que les glicosidases no solament són enzims crítics per digerir els carbohidrats, sinó que també són actors clau en la infecció per patògens, en la defensa antibacteriana i molts altres processos cel·lulars essencials.
Les dades obtingudes mitjançant simulacions computacionals coincideixen amb les dades experimentals dels seus col·legues de Canadà i el Regne Unit i permeten explicar com s'uneixen aquests inhibidors a l'enzim. «L'estudi ha permès descriure a escala molecular com es pot inhibir l'activitat d'un tipus d'important d'enzims, les glicosidases. El tipus d'unió entre aquestes molècules i l'enzim és molt fort, per la qual cosa poden ser el germen de nous fàrmacs», afirma Moliner.
COLABORACION EXPERIMENTAL I TEÒRICA
«La col·laboració entre grups experimentals i grups teòrics és, tal com recentment va destacar l'Acadèmia Sueca de les Ciències amb motiu del lliurament dels premis Nobel, el pilar per al desenvolupament del coneixement. A més, és crucial per als mateixos investigadors, ja que permet ajuntar les peces del puzle que representa el conjunt de resultats de diferents laboratoris», argumenta la investigadora del mateix grup de l’UJI Katarzyna Świderek.
Vicent Moliner és catedràtic de Química Física de la Universitat Jaume I i investigador principal del grup de Bioquímica Computacional. La doctora Katarzyna Świderek és investigadora del mateix grup amb contracte Juan de la Cierva-Incorporació a càrrec del Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats. El grup es dedica al desenvolupament i aplicació de mètodes teòrics per a l'estudi de processos biològics mitjançant simulacions amb ordinadors de grans prestacions. Recentment, aquest grup de l’UJI va revelar com funcionen els enzims en sistemes relacionats amb processos degeneratius com la malaltia d'Alzheimer.
Referència: W. Ren, R. Pengelly, M. Farren-Dai, S. Shamsi Kazem Abadi, V. Oehler, O. Akintola, J. Draper, M. Meanwell, S. Chakladar, K. Świderek, V. Moliner, R. Britton, T. M. Gloster, A. J. Bennet: "Revealing the mechanism for covalent inhibition of glycoside hydrolases by carbasugars at an atomic level". Nature Communication 9, Article number: 3243 (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-05702-7