运输者可能是更好的治疗方法

来源：

杜克大学

概要：

科学家已经模拟了核苷类及其类似物被称为浓缩核苷转运蛋白或CNT的特定分子转运到细胞中的所有步骤。该发现提供了重要的结构信息，可用于设计更智能，更具体的抗癌和抗病毒药物。

针对病毒感染和癌症的一些最有效的治疗方法属于一类称为核苷类似物的药物。这些基本上是分子结构单元的错误版本，可以滑入细胞并被纳入DNA中，有效地将扳手投入机器，使病毒和癌细胞复制自己。

包括化学治疗剂如5-氟尿嘧啶和吉西他滨的这类化合物，流行的艾滋病毒药物如AZT和有效的乙型肝炎治疗如阿昔洛韦已经大大改变了数百万患有危及生命的疾病的人的结果。

杜克大学科学家现在已经模仿了生物分子的复杂形状和运动，以制作描绘核苷类似物和天然核苷如何转运到细胞中的动画。系统的核心是一种特定的分子，称为浓缩核苷转运蛋白或CNT。科学家的影片显示，CNT慢慢地像电梯一样移动货物，停在跨越细胞膜的各个点，然后到达另一边。

他们的研究结果早在“自然”杂志上发表，提供了重要的结构信息，可用于设计更智能，更具体的抗癌和抗病毒药物。

杜克大学医学院生物化学副教授，高级研究人员Seok-Yong Lee博士说：“我们的研究是第一个提供转运通道的几乎所有可能构想的可视化图表。通过了解这种转运蛋白如何识别和导入核苷，我们可能能够重新设计出更好地吸收特定细胞，如携带癌症或病毒的细胞。”

每个活生物体的蓝图都在于埋在细胞内的扭曲的DNA链。这些链由沿着糖和磷酸酯分子的骨架排列的四个核苷酸“碱基”G，A，C，T组成。每当一个细胞生长和分裂时，它必须复制这些原始的DNA链。因此，活性细胞不断输入更多的构建块来补充其遗传物质，特别是必需的核苷，它们像没有磷酸盐附着的核苷酸碱基一样。

五十年前，科学家们设计了第一个核苷类似物，分子模拟物，使得这个DNA构建供应链成为可能，从而使得快速生长和特别需要的癌细胞和病毒失去作用。

像他们自然的对应物一样，核苷类似物被称为核苷转运蛋白的特殊蛋白质跨越细胞膜。在这项研究中，李氏组织试图捕获一种最常见的转运蛋白，当它穿过膜，称为浓缩核苷转运蛋白或CNT，。

Lee实验室的研究生Marscha Hirschi使用一种称为x射线晶体学的技术来创建蛋白质的原子级三维图像。 然后她以不同的构象拍摄了CNT的一系列图片，以产生一种运动员的延时视频：首先，它准备捕获细胞表面的核苷尿苷; 接下来，它分阶段地穿过膜片; 最后，它在细胞内释放尿苷。

Lee说：“我们发现，蛋白质称为运输领域的区域，像电梯一样，转变成不同的构象，因为它将货物上下运送到膜上。其他研究表明，许多运输商以这种方式移动，但是我们是第一个记录电梯模型几乎所有阶段的记录，这个更详细的了解可以为更有选择性和高效率的药物的未来发展提供一个平台。”

Lee说，负责进口各种不同分子的运输者，如神经递质，代谢产物和离子，使用类似于CNT的机制。因此，新发现可能会影响超越病毒感染和癌症到许多不同临床相关的生理过程。