一种新蛋白质的结构将帮助科学家设计更好的药物

制药业 2021-11-26

汉堡EMBL和CSSB的科学家们已经确定了一种帮助我们吸收许多药物的肠道蛋白的分子结构，这可能有助于开发能更有效地到达目标组织的药物。

在消化过程中，我们吃的蛋白质被分解成更小的碎片，称为肽，它由氨基酸组成，我们的身体后来用来构建自己的蛋白质。在这之前，肽必须首先从肠道运输到血液中。这项任务由一种叫做肽转运体1（PepT1）的分子完成，它位于肠壁的细胞膜上，将小肽穿过细胞膜。

在人体中，大约有800个运输系统专门用于不同种类的营养物质。它们中的大多数是非常专业的。例如，某些糖类运输工具只能吸收一种类型的糖。然而，PepT1是不同的，它可以运输几乎任何类型的短肽。在科学术语中，这种能力被称为 "杂交"。

组长Christian Löw是汉堡EMBL的膜蛋白专家。他的小组与来自结构系统生物学中心（CSSB）和汉堡-埃彭多夫大学（UKE）的同事一起，确定了人类PepT1及其相对的PepT2的分子结构，后者主要存在于肾脏中用于营养吸收。科学家们使用了低温电子显微镜，这是一种使用电子而不是光对冷冻样本进行成像的技术。

改进药物设计的新可能性

PepT1的杂交性使其不仅能运输营养性肽，还能运输各种类型的药物，包括某些抗生素、抗病毒药物和治疗高血压的药物。然而，PepT1运输药物的效率低于它运输许多天然肽的效率。因此，我们摄入的药物中只有一小部分最终进入我们的血液。其余的留在肠道中，这可能导致各种副作用。增加药物的剂量以弥补低效的运输，对于抗生素来说特别危险，因为它可能导致产生抗生素的细菌。

Löw说："现在我们知道了PepT1的结构是什么样的，将有可能设计出利用PepT1穿越肠道壁的新药物，比以前更有效。"人类PepT1的结构将使我们能够通过使吸收更有效率来改进药物设计。目前，几乎不可能预测候选药物是否能通过这一运输系统穿过肠壁。直到现在，获得这样的药物一直是非常具有挑战性的。许多潜在的有效候选药物在临床前研究中失败了，因为它们的吸收率很低。在PepT1结构信息的帮助下，其中一些失败的候选药物可以被重新设计，使它们能够被PepT1有效地运输。同样，许多现有的药物可以被修改以改善其吸收。