Så interagerar läkemedel med sitt målprotein
Förståelsen för hur små molekyler interagerar och bildar så kallade komplex med proteiner är en viktig komponent vid utveckling av nya läkemedel. En avhandling från Umeå universitet bygger på studier av små läkemedelslika molekyler som binder till det livsviktiga enzymet acetylkolinesteras, bland annat intressant för utveckling av nya läkemedel mot Alzheimers sjukdom.
Majoriteten av alla läkemedel består av små molekyler som påverkar biokemiska processer genom att interagera med ett specifikt mål i kroppen. Dessa mål är ofta proteiner som fyller viktiga funktioner, antingen i den egna kroppen eller hos sjukdomsframkallande organismer som till exempel bakterier.
Resultaten som presenteras i Lotta Bergs avhandling baseras på studier av små läkemedelslika molekyler som binder till ett livsviktigt enzym som heter acetylkolinesteras. Enzymet är en viktig del av nervsystemet och är av intresse vid utveckling av nya läkemedel för behandling av Alzheimers sjukdom och nervgasförgiftning.
Med hjälp av experimentella tekniker som röntgenkristallografi i kombination med beräkningskemiska metoder har Lotta Berg studerat olika aspekter av hur läkemedelslika molekyler interagerar med sitt målprotein. Detta har bland annat resulterat i en ökad förståelse för de icke-kovalenta interaktionerna mellan proteinet och läkemedelsmolekylen.
Icke-klassiska vätebindningar spelar stor roll
Icke-kovalenta interaktioner skiljer sig från de kovalenta bindningar som binder samman atomer till molekyler. De är ofta svagare vilket betyder att de kan bildas och brytas lättare än kovalenta bindningar. Icke-kovalenta interaktioner är viktiga i många kemiska processer, inte minst när det gäller hur biomolekyler som proteiner ser ut, hur de fyller sin funktion, och hur de interagerar med andra molekyler.
En speciell klass av icke-kovalenta interaktioner, så kallade icke-klassiska vätebindningar, visade sig vara viktiga mellan de molekyler och det enzymet som Lotta Berg har studerat. Med hjälp av avancerade beräkningskemiska metoder har hon fått en bättre förståelse för egenskaperna hos dessa vätebindningar och en idé om hur de kan användas vid design av nya läkemedelskandidater.
Som del av avhandlingsarbetet har Lotta Berg utvärderat befintliga beräkningsmetoder och utvecklat nya tillvägagångssätt.
– Mina resultat ger nya kunskaper om och potentiella möjligheter för både läkemedelsutveckling och vidare studier av biokemiska processer i kroppen, säger Lotta Berg.
Disputationen: Fredagen den 3 februari försvarar Lotta Berg, Kemiska institutionen, Umeå universitet, sin avhandling med titeln Exploring non-covalent interactions between drug-like molecules and the protein acetylcholinesterase.Svensk titel: En studie av icke-kovalenta interaktioner mellan läkemedelslika molekyler och proteinet acetylkolinesteras. Disputationen äger rum klockan 10.00 i Stora hörsalen, KBC-huset, Umeå universitet.
Fakultetsopponent är professor Joel L. Sussman, Weizmann Institute of Science, Department of Structural Biology, Rehovot, Israel
Lotta Berg har en magisterexamen i kemi från Umeå universitet. Hon är född och uppvuxen i Örnsköldsvik.
Kontakt: Lotta Berg, Kemiska institutionen.Telefon: 070-234 50 65. E-post: lotta.berg@umu.se
