Un equipo internacional de científicos, incluido el Computation Institute, ha determinado las estructuras atómicas tridimensionales de más de 1,000 proteínas que son objetivos potenciales de medicamentos y vacunas para combatir algunas de las enfermedades infecciosas emergentes y reemergentes más peligrosas del mundo.
Estas estructuras determinadas experimentalmente se han depositado en el Banco Mundial de Datos de Proteínas, un archivo internacional disponible gratuitamente para la comunidad científica. Las estructuras tridimensionales ayudan a acelerar la investigación de medicamentos y vacunas y a avanzar en la comprensión de los patógenos y organismos que causan enfermedades infecciosas.
"Casi el 50 por ciento de las estructuras que hemos depositado en el Banco de datos de proteínas son proteínas que fueron solicitadas por investigadores científicos de todo el mundo", dijo Wayne Anderson, de la Facultad de medicina Feinberg de la Universidad Northwestern, quien es director del proyecto."El NIH también nos ha pedido que trabajemos en proteínas para posibles objetivos farmacológicos o candidatos a vacunas para muchas enfermedades, como el virus del Ébola, el virus del Zika y las bacterias resistentes a los antibióticos. Hemos determinado varias estructuras clave de estos organismos prioritarios y publicado elresultados en revistas como Naturaleza y Celda . "
Este esfuerzo histórico, financiado por dos contratos de cinco años del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas NIAID, con un presupuesto total de $ 57.7 millones, representa una década de trabajo del Centro de Genómica Estructural de Enfermedades Infecciosas CSGIDCSGID está dirigido por Anderson en asociación con la Universidad de Chicago, la Facultad de Medicina de la Universidad de Virginia, la Universidad de Calgary, la Universidad de Toronto, la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis, el UT Southwestern Medical Center, elJ. Craig Venter Institute, Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute y University College London.
Antes de comenzar a trabajar en una proteína específica, una junta designada por el NIH examina cada solicitud. Una vez aprobada, la proteína debe clonarse, expresarse y cristalizarse, y luego los datos de difracción de rayos X se recopilan en el Departamento de Energía de los EE. UU. DOE Advanced Photon Source, una instalación de usuarios de la Oficina de Ciencia del DOE en el Laboratorio Nacional de Argonne. Estos datos definen la ubicación de cada uno de los cientos o incluso miles de átomos para generar modelos tridimensionales de las estructuras de las proteínas que se pueden analizar con software de gráficos..
Cada institución en el Centro tiene un área de experiencia que contribuye al proyecto, trabajando en paralelo en muchas solicitudes a la vez.
El equipo de la Universidad de Chicago se enfoca en los factores de resistencia a los antibióticos como las metalo β-lactamasas, enzimas esenciales que son posibles candidatos a fármacos, así como los factores de transcripción responsables de la virulencia de las bacterias patógenas.
El distinguido científico de Argonne, Andrzej Joachimiak, el co-investigador principal de CSGID, dijo que la iniciativa fue un esfuerzo altamente colaborativo. El equipo trabaja en estrecha colaboración con microbiólogos y químicos de la comunidad de biología para identificar químicos que inhibirán la actividad de las proteínas; luego producen ycristalizar proteínas con esos inhibidores unidos para determinar sus estructuras usando cristalografía de rayos X.
El equipo de la Universidad de Chicago ha caracterizado recientemente estructuras cristalinas de proteínas con inhibidores novedosos de dos agentes importantes que causan enfermedades humanas: Mycobacterium tuberculosis y Cryptosporidium parvium, responsables de la tuberculosis y la criptosporidiosis por infección parasitaria, respectivamente.
En su investigación, el equipo utiliza los recursos de la comunidad en el Centro de Caracterización de Proteínas Avanzado y los centros de recolección de datos en la Fuente de Fotones Avanzados.
Hasta hace poco, el proceso de determinar la estructura tridimensional de una proteína tomó muchos meses o incluso años, pero los avances tecnológicos, como los métodos de cristalización, los poderosos rayos X de la Fuente avanzada de fotones, se actualizan al hardware computacionaly software, y la automatización de muchos de los pasos han acelerado drásticamente el proceso.
El Centro de Genómica Estructural de Seattle para Enfermedades Infecciosas, un centro similar financiado por el NIAID, también está en camino de completar 1,000 estructuras de proteínas tridimensionales pronto. Los lectores interesados pueden explorar todas las estructuras depositadas por el CSGID; cualquier persona de la comunidad científicainteresados en solicitar la determinación de estructuras de proteínas a partir de patógenos en las listas prioritarias de NIAID Categoría AC, u organismos que causan enfermedades infecciosas emergentes y reemergentes, pueden enviar solicitudes al portal web del Centro. Como parte de los servicios ofrecidos a la comunidad científica,el CSGID también puede proporcionar clones de expresión y proteínas purificadas, sin cargo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Computación . Original escrito por Rob Mitchum. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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