Pobierz opis
advertisement
Katarzyna Targowska-Duda [email protected] Uniwersytet Medyczny w Lublinie Samodzielna Pracownia Chemii Medycznej i Neuroinżynierii Temat pracy badawczej: „Modelowanie molekularne struktury nikotynowych i ich oddziaływań z allosterycznymi modulatorami”. receptorów Skrócony opis tematyki pracy doktorskiej: Projekt badawczy dotyczy aktualnego problemu poszukiwania nowych leków przy wykorzystaniu komputerowego modelowania molekularnego oddziaływań receptorów nikotynowych oraz substancji , które mogłyby być potencjalnym lekiem. Moje badania skupiają się na receptorze nikotynowym, który ze względu na duże zainteresowanie poszukiwaniem nowych substancji (potencjalnych leków) może być interesującym celem badawczym w terapii uzależnień (m.in. nikotynizmie), leczeniu zaburzeń kognitywnych występujących w chorobie Alzheimera, Parkinsona a ponadto zaburzeń depresyjnych i schizofrenii. Substancje, które badamy i projektujemy mogą w przyszłości stać się nowymi lekami. Rys. 1. przedstawia strukturę receptora nikotynowego, będącego białkiem błonowym zbudowanym z pięciu oddzielnych podjednostek (każda podjednostka jest zaznaczona innym kolorem). Białko to posiada wiele miejsc wiążących cząsteczkę leku w zależności od jej struktury i właściwości. W swojej pracy skupiłam się na dwóch grupach związków: do pierwszej należą substancje hamujące aktywność receptora i ten mechanizm jest wykorzystywany w leczeniu uzależnień. Miejsce wiążące dla nich zaznaczone jest na rysunku czerwoną elipsą. Do drugiej grupy należą związki pozytywnie modulujące aktywność receptora nikotynowego, co jest bardzo istotne w poszukiwaniu nowych leków pomocnych w chorobach neurodegeneracyjnych (miejsce to jest oznaczone czarną elipsą). Praktyczne wykorzystanie wyników pracy doktorskiej: Bezpośrednim celem badań jest zastosowanie nowoczesnych narzędzi bioinformatycznych do określenia powinowactwa wiązania i rodzajów oddziaływań badanej grupy związków z różnymi podtypami receptora nikotynowego. Specjalistyczne programy komputerowe służące do przeprowadzenia symulacji pozwalają na lepsze zrozumienie mechanizmu oddziaływania potencjalnych leków z ich celami molekularnymi, a jednocześnie pozwalają na przewidywanie stabilności ich oddziaływania. Stanowią bardzo dobre uzupełnienie czy wyjaśnienie doświadczeń eksperymentalnych (badań z wykorzystaniem radioligandów, wyznaczenia wewnątrzkomórkowego stężenia wapnia w komórce). Metody badawcze wykorzystywane w mojej pracy doktorskiej mają istotne znaczenie w początkowym etapie projektowania nowych struktur chemicznych substancji o potencjalnym zastosowaniu terapeutycznym. Wykorzystanie technik informatycznych pozwoliło na wybranie właściwych struktur krystalograficznych białek, zbudowanie modeli molekularnych różnych podtypów neuronalnych receptora nikotynowego, a następnie umożliwiło badanie przesiewowe struktur chemicznych, które mogłyby wykazywać aktywność względem receptora nikotynowego. Struktury charakteryzujące się najsilniejszym oddziaływaniem zostaną zakwalifikowane do etapu badań in vitro w celu wyznaczenia stałych powinowactwa względem wybranych podtypów receptora. W kolejnym etapie zostanie stworzona nowa biblioteka zwiazków efektywniej oddziałujących z receptorem nikotynowym. Badania przeprowadzone podczas studiów doktoranckich pozwolą na znaczne ograniczenie ilości substancji chemicznych przeznaczonych do syntezy chemicznej jak również przyczynią sie do obniżenia kosztownej i czasochłonnej analizy in vitro dla dużej bibloteki związów. Uzależnienia, choroby neurodegeneracyjne oraz zaburzenia depresyjnie należą do jednych z najbardziej powszechnych schorzeń współczesnych, szczególnie istotnych w społeczeństwach rozwiniętych. Znaczącym problemem jest mała ilość skutecznych leków. Zaprojektowanie nowych substancji leczniczych zarówno poprawiających jakość życia i funkcjonowania w rodzinie oraz w społeczeństwie osobom cierpiącym na chorobę Alzheimera, jak i pomoc w walce z uzależnieniami jest bardzo istotnym aspektem farmakologicznym.
