(PhysOrg.com) -- De nieuwe techniek, waarin moleculen worden gebruikt als lokaas om grote biomoleculen te vangen en te bestuderen, zou kunnen leiden tot een nieuwe generatie psychiatrische medicijnen.

UCLA-onderzoekers en hun medewerkers hebben een methode ontwikkeld die de deur zou kunnen openen voor onderzoek naar de functie van de helft van alle eiwitten in het menselijk lichaam.

Het onderzoeksteam heeft de controle op nanoschaal over moleculen aangetoond, waardoor de precieze studie van interacties tussen eiwitten en kleine moleculen mogelijk is. Hun nieuwe techniek, waarin moleculen worden gebruikt als lokaas om grote biomoleculen te vangen en te bestuderen, zou kunnen leiden tot een nieuwe generatie psychiatrische medicijnen.

In een artikel dat vorige maand in het tijdschrift werd gepubliceerd ACS Chemische Neurowetenschappen , een interdisciplinair team van onderzoekers van de UCLA en de Pennsylvania State University (PSU) rapporteert over hun onderzoek naar de interacties tussen grote biomoleculen, waaronder DNA en eiwitten, en kleine moleculen, waaronder hormonen en neurotransmitters zoals serotonine.

Het onderzoeksteam, onder leiding van Anne Andrews, hoogleraar psychiatrie en onderzoeker aan zowel het Semel Institute for Neuroscience and Human Behaviour van de UCLA als het California NanoSystems Institute (CNSI) van de UCLA, bestudeert deze interacties om een ​​nieuwe generatie doelen te identificeren, of sleutelmoleculen die overeenkomen met specifieke ziekten of aandoeningen.

Interacties tussen grote biomoleculen en kleine moleculen zijn alomtegenwoordig van aard; ze zijn de methode voor communicatie binnen en tussen cellen. Maar deze interacties zijn moeilijk te isoleren in een laboratoriumomgeving gebleken. Een beter begrip van deze interacties is van vitaal belang voor de ontwikkeling van nieuwe medicijnen voor psychiatrische stoornissen, zeggen de onderzoekers.

"Momenteel, er is weinig bekend over welke doelen van toepassing zijn op specifieke ziekten, " zei Andrews. "Farmaceutische bedrijven zijn erg goed in het ontwerpen van medicijnen zodra ze een doel hebben om achteraan te gaan; mijn fractie werkt eraan om ze doelen te stellen."

Tot dit punt, De ontwikkeling van medicijnen voor psychiatrische stoornissen zoals depressie is een proces van vallen en opstaan, waarbij farmaceutische bedrijven nieuwe medicijnen verfijnen op basis van een paar bestaande medicijnen die per ongeluk werden ontdekt. Andrews zei dat ze hoopt dat het onderzoek van haar team zal leiden tot effectievere behandelingen. omdat de huidige depressiemedicatie slechts voor 30 tot 50 procent van de bevolking werkt.

Controle op nanoschaal is de sleutel tot de bevindingen van het UCLA-Penn State-team. Hun doorbraak profiteert van het werk van de onderzoeksgroep van co-auteur Paul Weiss over het patroonvormen van zelf-geassembleerde monolagen (SAM's), enkele lagen moleculen die zich oriënteren op platte oppervlakken. Weiss, een vooraanstaande professor in de chemie en biochemie die de Fred Kavli-leerstoel van UCLA in Nanosystems Sciences bekleedt, en anderen ontdekten dat SAM's eigenlijk geen perfecte oppervlakken vormen. Ze bevatten gebreken, die op hun beurt kunnen worden gebruikt om afzonderlijke moleculen te isoleren.

"Momenteel zijn we in staat om defecten over een oppervlak uit te spreiden. We gebruiken deze defecten vervolgens om de plaatsing en omgeving van de individuele functionele moleculen te regelen, " zei Wies, die tevens directeur is van het CNSI.

Zelfs tussenruimte is belangrijk omdat het UCLA-Penn State-team serotonine, een klein molecuul, in defecten om als lokaas te dienen om grote moleculen te vangen en te bestuderen. Als de gebreken niet ver uit elkaar liggen, er is niet genoeg ruimte tussen serotoninemoleculen voor elk om een ​​groot molecuul te vangen.

Interacties tussen grote biomoleculen en kleine moleculen zijn notoir moeilijk te bestuderen met eerdere methoden. Wanneer de SAM-hengel met serotonine een grote molecule vangt, het onderzoeksteam is in staat om de interacties te bestuderen op een manier die de natuurlijke interacties van de moleculen repliceert.