Ученые НИЦ «Курчатовский институт» – ПИЯФ совместно с медиками Института биорегуляции и геронтологии РАМН впервые исследовали взаимодействие всех возможных дипептидов со всеми возможными комбинациями последовательностей двунитевых ДНК (днДНК). Проведенное исследование открывает большие возможности для создания новых лекарств на основе дипептидов. Результаты этой работы опубликованы в журнале Nucleic Acids Research.
«В организме человека присутствует большое разнообразие коротких биологически активных пептидов. Они участвуют в регулировании пищеварительных процессов и аппетита, артериального давления и тонуса сосудов, высшей нервной деятельности. Короткие пептиды могут обладать антиоксидантной, антибактериальной, противоопухолевой, антивозрастной или противовоспалительной активностями», – рассказал ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной биофизики НИЦ «Курчатовский институт» – ПИЯФ, д.ф.-м.н. Михаил Петухов. По словам исследователя, эти молекулы привлекают все большее внимание ученых, медиков и представителей фармацевтической индустрии.
Дипептиды не токсичны, не иммуногенны, легко проходят через клеточные мембраны в обоих направлениях, их синтез сравнительно недорог, а значит, они являются перспективными компонентами лекарственных средств.
Для того, чтобы системно проанализировать способность дипептидов связывать все возможные комбинации нуклеотидов в центральной части днДНК (в классической B-форме), необходимо было перебрать 108 тысяч вариантов пар дипептидов и последовательностей ДНК.
При выборе потенциально перспективного для медицинских целей дипептида важны два фактора – селективность (избирательность взаимодействия с целевыми центрами ДНК) и степень сродства (прочность связывания). Результаты исследования показали, что около 7% всех дипептидов способны к селективному связыванию с ДНК, хотя и с весьма умеренным сродством. В этой работе ученым впервые удалось идентифицировать 57 комплексов дипептидов с ДНК, характеристики которых свидетельствовали одновременно о высокой степени сродства и высокой селективности.
Также, специалисты выяснили, какие структурные особенности этих биологически активных молекул могут обеспечить им «идеальное» взаимодействие с ДНК. К примеру, важным параметром является длина пептида: чем она больше, тем выше селективность связывания.
Данное исследование открывает уникальные возможности для разработки новых безопасных лекарств, способных к эффективному и высокоселективному связыванию с целевыми центрами ДНК.
