Ngày 5/6/2014. Các nhà sinh học cấu trúc giải thích về mức độ phân tử, làm thế nào thuốc atovaquone tác động lên tác nhân gây ra bệnh sốt rét. Sốt rét là một trong những bệnh nhiệt đới nguy hiểm nhất trên thế giới, muỗi Anopheles gây nhiễm các loài ký sinh trùng Plasmodium-ký sinh trùng đơn bào truyền bệnh bằng các vết đốt của muỗi.
Atovaquone ngăn cản một protein của chuỗi hô hấp trong ty lạp thể, các nhà máy điện của tế bào, do đó giết chết các ký sinh trùng. Tuy nhiên,tác nhân gây bệnh là dễ bị đột biến đến nỗi mà các chủng ký sinh trùng sốt rét kháng thuốc nảy sinh và lây lan.
Phân tử trong túi: Hình minh họa cho thấy cách atovaquone liên kết với protein đích. Ảnh mang tính đồ họa: DominicBirth, Carola Hunte
Một nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Giáo sư Tiến sĩ Carola Hunte đã thành công trong việc mô tả thuốc kháng sốt rét atovaquone gắn kết với protein đích như thế nào. Các nhà khoa học sử dụng X-quang tinh thể đồ để xác định cấu trúc ba chiều của protein với hoạt chất kết nối. Thuốc kết hợp atovaquone-proguanil (Malarone ®) là một loại thuốc được sử dụng trên toàn thế giới để phòng ngừa và điều trị sốt rét. Các dữ liệu và các kết quả phát hiện mối liên quan đến phương thức tác động của atovaquone có thể dẫn đến việc cải thiện các loại thuốc chống lại căn bệnh nhiệt đới này. Hunte và nhóm của bà đã tiến hành nghiên cứu tại Viện Hóa sinh và Sinh học phân tử của Khoa Y và Trung tâm nghiên cứu tín hiệu sinh học (Institute for Biochemistry and Molecular Biology of the Faculty of Medicine and the Centre for Biological Signalling Studies_BIOSS) tại Đại học Freiburg. Các nhà khoa học công bố phát hiện của họ trên Tạp chí Nature Communications.
Sốt rét là một trong những bệnh nhiệt đới nguy hiểm nhất trên thế giới, muỗi Anopheles nhiễm các loài ký sinh trùng Plasmodium-ký sinh trùng đơn bào truyền bệnh bằng cách đốt người. Atovaquone ngăn cản một protein của chuỗi hô hấp trong ty lạp thể, nhà máy điện của tế bào, do đó giết chết các ký sinh trùng. Tuy nhiên, tác nhân gây bệnh là dễ bị đột biến đến nỗi mà các chủng ký sinh trùng sốt rét kháng thuốc nảy sinh và lây lan. Các nhà khoa học tại Freiburg hiện nay đã mở đường cho sự phát triển của các loại thuốc cải thiện bằng cách tiết lộ chính xác mối gắn kết của atovaquone với protein đích. Họ đã sử dụng các protein ty lạp thể từ các tế bào của nấm men bánh mì trong các phân tích của họ do sự tương đồng gần gũi của nó với protein của ký sinh trùng.
Protein đích của atovaquone là emzyme thứ ba trong bốn enzyme của chuỗi hô hấp trong ty lạp thể, các chuỗi amiono axit của protein tạo thành một túi ba chiều. Phân tử của chất hoạt hóa phù hợp hoàn hảo với túi này, gắn với các amion axit ở rất nhiều vị trí, những tương tác này là rất quan trọng với tác dụng của atovaquone có trong các tế bào Plasmodium, cuối cùng dẫn đến cái chết của tác nhân gây bệnh. Các nhà nghiên cứu đã tiến hành một phân tích trình tự protein, tiết lộ rằng hầu hết các vị trí cắt bớt này là giống hệt nhau trong tác nhân gây bệnh, nấm men của bánh mì và trong các tế bào của con người. Atovaquone tạo ramột số liên kết đặc biệt với protein Plasmodium trong khu vực mở của túi gắn kết. Ngoài ra, phân tích cấu trúc phát hiện cơ sở của sự đề kháng về mặt phân tử: do đột biến làm thay đổi cấu trúc của protein đích nên chất hoạt hóa không thể vươn tới mô hình gắn kết được thiết kế - nó không còn phù hợp hoàn toàn với túi nữa.
Các dữ liệu cung cấp một cơ sở quan trọng cho việc cải thiện các loại thuốc chống sốt rét, các nhà khoa học hiện có thể thay đổi cấu trúc phân tử của atovaquone bằng thiết kế thuốc dựa trên cấu trúc, đảm bảo rằng các hoạt chất tạo ra các mối liên kết cần thiết và tác nhân gây bệnh không còn khả năng đế kháng với thuốc.