Болезнь Альцгеймера (БА), тяжелая форма деменции у пожилых людей, вызывается накоплением пептидов бета-амилоида (Aβ) в головном мозге. Были разработаны многочисленные типы агентов для подавления продукции Aβ путем ингибирования опосредованного секретазой расщепления белка-предшественника амилоида (APP) на пептиды Aβ.
Однако, поскольку секретазы также играют важную роль в производстве жизненно важных белков для человеческого организма, ингибиторы секретаз имеют повышенный риск побочных эффектов.
В настоящее время исследователи Toyohashi Tech в сотрудничестве с исследователем Национальной академии наук Украины предложили новые агенты для защиты сайта расщепления APP от атаки γ-секретазой, основываясь на результатах, оцененных их ультрасовременным молекулярным исследователем. симуляции.
Они впервые в мире исследовали специфические взаимодействия между коротким пептидом АРР и производными куркумина, используя стыковку белок-лиганд, а также молекулярное моделирование ab initio. Куркумин входит в состав куркумы, популярной желтой специи в индийской кухне. Смоделированные результаты прояснили специфическое производное куркумина и показали, что оно сильнее связывается с АРР и ингибирует связывание секретазы с АРР в большей степени, чем другие производные . Более того, некоторые новые производные куркумина были предложены в качестве мощных ингибиторов продукции пептида Aβ. Эти производные являются новыми агентами для подавления AD и предложены на основе новой концепции предотвращения расщепления APP. Однако это не означает, что потребление индийской кухни подавляет AD.
Первый автор, аспирант Хироми Ишимура сказал:, "Мы также изучали механизм агрегации пептидов Aβ с помощью моделирования молекулярной динамики (Okamoto et al. Журнал молекулярной графики и моделирования, 50, 113-124, 2014; Яно и др. Химическая физика, 595-596, 242-249, 2014). Объединив настоящее неэмпирическое молекулярное моделирование и моделирование молекулярной динамики, мы сможем выяснить механизм и предложить эффективные ингибиторы для подавления агрегации пептидов Aβ. Эти ингибиторы используются в качестве терапевтического средства для лечения БА."
Доцент Нориюки Курита сказал, "Наше настоящее молекулярное моделирование выяснило, что куркумин может связывать АРР и ингибировать расщепление АРР секретазой. Куркумин – это натуральный продукт, содержащийся в корне Curcumae Rhizoma. В лаборатории нашего сотрудника в Национальной академии наук Украины будут синтезированы предлагаемые нами производные куркумина и изучено их влияние на экспериментальных животных с БА."
Разработанное нами современное молекулярное моделирование может быть применено для изучения других жизненно важных белков, которые играют важную роль в патогенезе многих заболеваний. В развивающихся странах, таких как Украина, широко распространен туберкулез (ТБ), серьезная инфекция, вызываемая Mycobacterium tuberculosis. Фактически, около 9 миллионов человек во всем мире инфицированы туберкулезом и 1.5 миллионов умерли от этой инфекции в 2013 году. Следовательно, необходима срочная разработка новых лекарств от туберкулеза. В настоящее время мы проводим молекулярное моделирование, чтобы предложить новые мощные ингибиторы белка, который снижает уровень в крови противотуберкулезных агентов, а также агентов против вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). Это совместное исследование с украинскими исследователями будет применено к "Проект “Партнерство по научным и технологическим исследованиям в интересах устойчивого развития”" организовано Японским агентством науки и технологий (JST) и Японским агентством международного сотрудничества (JICA) в 2015 г.