Iscriviti alla newsletter

Piccola modifica, grande miglioramento: applicata legatura alogena alla scoperta di farmaci

La legatura alogena è applicata da qualche tempo nell'ingegneria dei cristalli, nella ricerca sui materiali e nelle nanotecnologie.

Scienziati dell'Heidelberg Institute for Theoretical Studies (HITS) e dell'Accademia Ceca delle Scienze di Praga hanno ora sviluppato un nuovo strumento da utilizzare nelle legature alogene per applicazioni di scoperte farmacologiche.


La chimica alogena è sfruttata dai chimici di medicinali da quasi 70 anni. Fino ad oggi, gli alogeni erano considerati utili per ottimizzare le cosiddette proprietà ADMET (Assorbimento, Distribuzione, Metabolismo, Escrezione, Tossicità) di potenziali farmaci: migliorano l'assorbimento orale e agevolano l'attraversamento delle barriere biologich; sono utili per il riempimento delle piccole cavità idrofobiche presenti in molte proteine bersaglio; e prolungano la durata del farmaco. In breve: rendono più simili ai farmaci dei composti di interesse. Tuttavia sono molto ignorate nello sviluppo pre-clinico di farmaci le interazioni dirette mediate da atomi di alogeno.



Figura a sinistra: la distribuzione della carica attorno
alla molecola bromobenzene. In blu le regioni di
potenziale elettrostatico negativo, in grigio quelle
positive. Il disco grigio in prima linea rappresenta il
foro sigma. Figura a destra: la sovrapposizione
delle posizioni previte di legame dell'inibitore K17
della caseina chinasi 2 (codice PDB 2OXY) con
(rosso) e senza (blu) fori sigma espliciti (ESH) e
confronto con la struttura cristallina (grigio).
(Credit: Agnieszka Bronowska / HITS)


Recentemente, scienziati di Heidelberg e di Praga, che lavorano nella chimica quantistica e nella progettazione di farmaci a base di struttura, hanno messo a punto un nuovo strumento usare le legatura alogena nella chimica farmaceutica computazionale e nelle applicazioni per la scoperta di farmaci. Lo studio, condotto dalla Dr. Agnieszka Bronowska dell'Istituto per gli Studi Teorici di Heidelberg (HITS), in collaborazione con gli scienziati dell'Accademia Ceca delle Scienze, è stato pubblicato nella rivista Chemical Communication.


La maggior parte degli alogeni - tranne il fluoro - hanno proprietà uniche che permettono loro di stabilizzare l'interazione diretta tra farmaci potenziali e le loro proteine obiettivo. Queste proprietà sono di origine chimica quantistica; in particolare l'anisotropia della distribuzione di carica attorno all'atomo di alogeno, quando è legato a un substrato che attrae l'elettrone.


Pur essendo carichi negativamente, gli alogeni hanno regioni che rimangono cariche positivamente (figura a sinistra nell'immagine qui sopra). Queste regioni, chiamati fori sigma, sono responsabili del carattere direzionale e stabilizzante della legatura alogena con altri atomi elettronegativi, come l'ossigeno o l'azoto. Trascurare i fori sigma porta a fare errori nella previsione della struttura e nell'energetica di complessi proteici per medicinali e quindi al fallimento nello sviluppo di farmaci.


Approssimando i fori sigma a carica positiva con un pseudo-atomo carico e privo di massa (chiamato foro sigma esplicito o ESH), Agnieszka Bronowska e i suoi colleghi hanno incorporato un effetto chimico quantistico nei metodi di calcolo più veloci (e molto meno precisi), applicabili alla progettazione di farmaci basata sulle strutture. "Abbiamo testato quasi un centinaio di complessi tra proteine rilevanti in medicina e molecole alogenate", dice la Bronowska. "I risultati mostrano un miglioramento significativo nella descrizione di tali complessi a seguito dell'introduzione di ESH".


Il nuovo metodo è già utilizzato da gruppi di ricerca nella Repubblica Ceca, nel Regno Unito e negli Stati Uniti per la progettazione di nuovi composti per il trattamento di tumori resistenti alla chemioterapia, di malattie infettive, e dell'Alzheimer.

 

 

 

 

***********************
Cosa pensi di questo articolo? Ti è stato utile? Hai rilievi, riserve, integrazioni? Conosci casi o ti è successo qualcosa che lo conferma? o lo smentisce? Puoi usare il modulo dei commenti qui sotto per dire la tua opinione. Che è importante e unica.

 

***********************
Fonte: Materiale dell'Heidelberg Institute for Theoretical Studies.

Riferimento:
Michal Kolář, Pavel Hobza, Agnieszka K. Bronowska. Plugging the explicit σ-holes in molecular docking. Chemical Communications, 2013; 49 (10): 981 DOI: 10.1039/C2CC37584B.

Pubblicato in ScienceDaily il 19 Gennaio 2013 - Traduzione di Franco Pellizzari.

Copyright: Tutti i diritti di eventuali testi o marchi citati nell'articolo sono riservati ai rispettivi proprietari.

Liberatoria: Questo articolo non propone terapie o diete; per qualsiasi modifica della propria cura o regime alimentare si consiglia di rivolgersi a un medico o dietologo. Il contenuto non dipende da, nè impegna l'Associazione Alzheimer onlus di Riese Pio X. I siti terzi raggiungibili da eventuali links contenuti nell'articolo e/o dagli annunci pubblicitari proposti da Google sono completamente estranei all'Associazione, il loro accesso e uso è a discrezione dell'utente. Liberatoria completa qui.

Nota: L'articolo potrebbe riferire risultati di ricerche mediche, psicologiche, scientifiche o sportive che riflettono lo stato delle conoscenze raggiunte fino alla data della loro pubblicazione.

Sostieni l'Associazione; una donazione, anche minima, ci aiuterà ad assistere malati e famiglie e continuare ad informarti. Clicca qui a destra:



Notizie da non perdere

Scoperta nuova causa di Alzheimer e di demenza vascolare

21.09.2023

Uno studio evidenzia la degenerazione delle microglia nel cervello causata dalla tossicità del ferro...

Malato di Alzheimer: la casa di cura la paga lo Stato?

25.05.2023

Chi si fa carico delle spese per un malato di Alzheimer ricoverato in una casa di riposo? Scopriamo ...

La demenza ci fa vivere con emozioni agrodolci

23.05.2023

Il detto è: dolce è la vita. E, anche se vorremmo momenti costantemente dolci, la vita s...

I ricordi potrebbero essere conservati nelle membrane dei tuoi neuroni

18.05.2023

Il cervello è responsabile del controllo della maggior parte delle attività del corpo; l...

Immergersi nella natura: gioia, meraviglia ... e salute mentale

10.05.2023

La primavera è il momento perfetto per indugiare sulle opportunità.

La primavera è un m...

Qualità della vita peggiora quando l'Alzheimer è complicato dal cancro

28.04.2023

Che considerazioni si possono fare per una persona con Alzheimer che riceve anche la diagnosi di can...

Gli interventi non farmacologici per l'Alzheimer sono sia efficaci che co…

19.04.2023

Un team guidato da ricercatori della Brown University ha usato una simulazione al computer per di...

Farmaci per il sonno: limitazioni e alternative

18.04.2023

Uno studio pubblicato di recente sul Journal of Alzheimer's Disease è l'ultima ...

Menopausa precoce e terapia ormonale ritardata alzano il rischio di Alzheimer

17.04.2023

Le donne hanno più probabilità degli uomini di sviluppare il morbo di Alzheimer (MA), e ...

Flusso del fluido cerebrale può essere manipolato dalla stimolazione sensorial…

11.04.2023

Ricercatori della Boston University, negli Stati Uniti, riferiscono che il flusso di liq...

L'impatto del sonno su cognizione, memoria e demenza

2.03.2023

Riduci i disturbi del sonno per aiutare a prevenire il deterioramento del pensiero.

10 Consigli dei neurologi per ridurre il tuo rischio di demenza

28.02.2023

La demenza colpisce milioni di persone in tutto il mondo, quasi un over-65 su 10. Nonost...

Orienteering: un modo per addestrare il cervello e contrastare il declino cogn…

27.01.2023

Lo sport dell'orienteering (orientamento), che attinge dall'atletica, dalle cap...

Effetti della carenza di colina sulla salute neurologica e dell'intero si…

23.01.2023

Assorbire colina a sufficienza dall'alimentazione è cruciale per proteggere il corpo e il cervello d...

Scoperta ulteriore 'barriera' anatomica che difende e monitora il ce…

11.01.2023

Dalla complessità delle reti neurali, alle funzioni e strutture biologiche di base, il c...

L'invecchiamento è guidato da geni sbilanciati

21.12.2022

Il meccanismo appena scoperto è presente in vari tipi di animali, compresi gli esseri umani.

Goccioline liquide dense come computer cellulari: nuova teoria sulla causa del…

22.09.2022

Un campo emergente è capire come gruppi di molecole si condensano insieme all'interno de...

'Ingorgo' di proteine nei neuroni legato alla neurodegenerazione

12.09.2022

Un nuovo studio condotto da ricercatori dell'EPFL rivela che un complesso proteico malfunzionante pu...

Scoperto un fattore importante che contribuisce all'Alzheimer

22.08.2022

Una ricerca guidata dai dott. Yuhai Zhao e Walter Lukiw della Luisiana State University ...

Dare un senso alla relazione obesità-demenza

2.08.2022

Questo articolo farà capire al lettore perché l'obesità a volte può aumentare il rischio...

Logo AARAssociazione Alzheimer OdV
Via Schiavonesca 13
31039 Riese Pio X° (TV)

We use cookies

Utilizziamo i cookie sul nostro sito Web. Alcuni di essi sono essenziali per il funzionamento del sito, mentre altri ci aiutano a migliorare questo sito e l'esperienza dell'utente (cookie di tracciamento). Puoi decidere tu stesso se consentire o meno i cookie. Ti preghiamo di notare che se li rifiuti, potresti non essere in grado di utilizzare tutte le funzionalità del sito.