Un nuovo studio pubblicato su Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze potrebbe cambiare il modo in cui gli scienziati considerano uno degli enzimi più essenziali in medicina nella speranza di progettare farmaci migliori e più convenienti in futuro.

Gli enzimi sono molecole che accelerano le reazioni chimiche all'interno delle cellule. Il corpo umano ospita migliaia di enzimi che svolgono funzioni vitali come la digestione dei grassi e la scomposizione dello zucchero in glucosio.

La carta, co-autore di UT Biochimica e Professore Associato di Biologia Cellulare e Molecolare Nitin Jain e la studentessa Sara Lemmonds, che da allora si è laureato, guarda da vicino il citocromo P450, un enzima che si trova naturalmente nel corpo e in altri ambienti. Questo enzima è fondamentale nel metabolizzare oltre il 90% di tutti i farmaci.

Quando viene somministrato un farmaco, di solito non viene utilizzato interamente dal corpo, e l'eccesso residuo può diventare tossico. "È compito del P450 legarsi al farmaco rimasto nel fegato per garantire che venga escreto in modo sicuro, " ha spiegato Lemmonds.

Gli scienziati sanno che P450 ha un'altra caratteristica notevole:può rimanere stabile a temperature molto elevate. Lo stesso enzima è stato trovato nei batteri nelle sorgenti termali e nei depositi vulcanici ed è stato osservato funzionare normalmente nonostante le temperature estreme.

I ricercatori UT si stanno concentrando sulla tolleranza al calore dell'enzima.

"Le reazioni chimiche prodotte dagli enzimi P450 umani sono più efficienti quando si verificano a temperature crescenti, " ha detto Giain.

Fino ad ora, gli scienziati credevano che la tolleranza al calore di P450 avesse origine nella sua struttura rigida. Però, Lo studio di Jain e Lemmonds suggerisce che queste proteine ​​possono essere abbastanza flessibili.

"Comprendendo meglio la relazione tra flessibilità e alta temperatura, gli scienziati possono progettare enzimi P450 migliorati destinati ad applicazioni biotecnologiche e progettare farmaci migliori per gli esseri umani, producendoli in massa e rendendoli più convenienti, " ha detto Giain.

Per lo studio, i ricercatori hanno raccolto batteri termofili, quelli che prosperano a temperature comprese tra 106 e 262 gradi Fahrenheit, dalle sorgenti termali e hanno isolato l'enzima P450.

Hanno sottoposto gli enzimi isolati alla spettroscopia e allo scattering di neutroni, due tecniche basate sul magnetismo, per aiutare a illuminare il legame tra flessibilità e stabilità termica.

"Potrebbero esserci altri enzimi altrettanto flessibili a temperature più elevate rispetto a P450, o che può diventare altrettanto flessibile attraverso semplici mutazioni. Se è così, le conoscenze acquisite da studi futuri su di essi potrebbero quindi essere utilizzate per mirare a processi specifici nel corpo, curare la malattia, o realizzare nuovi prodotti chimici, "disse Lemmon.