Los bloqueadores de triptófano ofrecen una nueva forma de matar a los malos

Los científicos de UC Riverside han desarrollado una técnica para resolver un misterio de décadas que involucra el químico en el pavo que hace que las personas se sientan somnolientas. Su nueva capacidad para mapear los átomos involucrados en la producción de triptófano abre la puerta a nuevos antibióticos y antifúngicos.

Además de sus famosos efectos secundarios posteriores al Día de Acción de Gracias, el triptófano realiza funciones importantes que muchas personas desconocen. Principalmente, es un bloque de construcción para todas las proteínas. Sin ella, las personas tendrían dificultades para dormir, cultivar o convertir los alimentos en energía. Es esencial no solo para los humanos sino también para otros organismos como bacterias y hongos.

Comprender cómo evitar que los organismos causantes de enfermedades produzcan su propio triptófano podría abrir una clase completamente nueva de medicamentos para el tratamiento.

«Las células de nuestro cuerpo no producen triptófano, tenemos que consumirlo. Pero las bacterias lo hacen por sí mismas y si ese proceso se detiene, morirán», dijo Jacob Holmes, primer autor y estudiante graduado en química. .

«Entonces, si pudiéramos ingerir algo que desactivara las enzimas en sus cuerpos que producen triptófano, no afectaría a nuestras células, pero potencialmente mataría a las células bacterianas invasivas», dijo.

Durante más de 20 años, los científicos han sabido de un químico esto para triptófano-producción de enzimas en las células, llamadas bencimidazol. Pero hasta ahora, no han podido ver cómo funciona. Leonard Mueller, investigador principal y presidente del Departamento de Química de la UCR, y sus colegas han sido pioneros en nuevas técnicas que les permiten hacerlo. La obra se describe en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias papel.

Parte del problema con las técnicas anteriores es la incapacidad de ver la posición del hidrógeno. átomos. El hidrógeno constituye la mitad de los átomos en una proteína. Sin ver dónde están, era imposible crear una imagen real de las interacciones químicas y cómo encajan las moléculas.

«Imagínese que está navegando en una nueva aplicación de citas para combinar terapias con objetivos proteicos, y solo puede ver avatares pixelados de las moléculas y sus objetivos. No tiene suficiente información para deslizar el dedo hacia la derecha o hacia la izquierda», dijo Mueller.

«Si está tratando de diseñar medicamentos, es útil comprender cómo se organizan otros átomos, pero también debe observar los átomos de hidrógeno para ver si hay una coincidencia», agregó.

Primero, el equipo usó una herramienta que involucraba rayos X para encontrar todos losátomos de hidrógeno involucrado. Luego hicieron uso del magnetismo nuclear de los átomos para mapear las moléculas. Estructura química, incluidas las ubicaciones de los átomos de hidrógeno. Finalmente, utilizaron el modelado por computadora para superponer las imágenes y unir las dos técnicas a una resolución que ninguno de los dos podría lograr solo.

«Ninguna de estas técnicas por sí sola puede dar el resultado, pero combinadas, realmente estás viendo el panorama general de la reactividad química», dijo Rittik Ghosh, estudiante graduado en bioquímica en la UCR y coautor del estudio.

«Durante mucho tiempo hemos estado adivinando cómo se verían los sitios activos en esta reacción. Esta es una de las primeras técnicas que puede dar vida a la química», dijo Mueller. «Creemos que será poderoso para diseñar terapias y transformaciones químicas industriales».