Pfizer-in COVID üçün mRNT peyvəndi ribonuklein turşusundan (RNT) terapevtik hədəf kimi istifadə etmək həvəsini yenidən alovlandırdı.Bununla belə, RNT-ni kiçik molekullarla hədəfləmək olduqca çətindir.

RNT-də yalnız dörd tikinti bloku var: adenin (A), sitozin (C), guanin (G) və DNT-də olan timini (T) əvəz edən urasil (U).Bu, dərman seçiciliyini demək olar ki, keçilməz bir maneəyə çevirir.Əksinə, zülalları təşkil edən 22 təbii amin turşusu var ki, bu da protein hədəfləyən dərmanların əksəriyyətinin nisbətən yaxşı seçiciliyə malik olmasını izah edir.

RNT-nin quruluşu və funksiyası

Zülallar kimi, RNT molekulları da aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi ikinci və üçüncü strukturlara malikdir.Onların tək zəncirli makromolekullar olmasına baxmayaraq, onların ikincil quruluşu baza cütləşməsi qabarıqlıqlara, döngələrə və sarmallara səbəb olduqda formalaşır.Daha sonra üçölçülü qatlama RNT-nin sabitliyi və funksiyası üçün vacib olan üçüncü strukturuna gətirib çıxarır.

Şəkil 1. RNT-nin strukturu

Üç növ RNT var:

• Messenger RNT (mRNA)DNT-dən genetik məlumatı transkripsiya edir və ribosoma əsas ardıcıllıqla köçürülür;l
• Ribosomal RNT (rRNT)sitoplazmaya ixrac edilən və mRNT-dəki məlumatı zülallara çevirməyə kömək edən ribosomlar adlanan zülal sintez edən orqanoidlərin bir hissəsidir;
• Transfer RNT (tRNA)mRNT ilə zülalı təşkil edən amin turşusu zənciri arasında əlaqədir.

RNT-nin terapevtik hədəf kimi hədəflənməsi çox cəlbedicidir.Məlum olub ki, genomumuzun yalnız 1,5%-i nəticədə proteinə çevrilir, 70-90%-i isə RNT-yə çevrilir.RNT molekulları bütün canlı orqanizmlər üçün ən vacibdir.Francis Crick-in “mərkəzi dogma”sına görə, RNT-nin ən kritik rolu genetik məlumatı DNT-dən zülallara çevirməkdir.Bundan əlavə, RNT molekulları digər funksiyaları da yerinə yetirir, o cümlədən:

• Zülal sintezində adapter molekullar kimi çıxış edir;l
• DNT və ribosom arasında bir xəbərçi kimi xidmət edir;l
• Onlar bütün canlı hüceyrələrdə genetik məlumat daşıyıcılarıdır;l
• Yeni zülalların sintezi üçün zəruri olan düzgün amin turşularının ribosomal seçiminin təşviqiin vivo.

Antibiotiklər

Hələ 1940-cı illərin əvvəllərində kəşf edilməsinə baxmayaraq, bir çox antibiotiklərin təsir mexanizmi 1980-ci illərin sonlarına qədər aydınlaşdırılmamışdı.Müəyyən edilmişdir ki, antibiotiklərin böyük bir hissəsi müvafiq zülalların əmələ gəlməsinin qarşısını almaq üçün bakterial ribosomlara bağlanaraq, bakteriyaları öldürür.

Məsələn, aminoqlikozid antibiotikləri 30S ribosom alt bölməsinin bir hissəsi olan 16S rRNT-nin A-sahəsi ilə birləşir və sonra bakteriya artımına mane olmaq üçün zülal sintezinə mane olur və nəticədə hüceyrə ölümünə səbəb olur.A-sayt tRNT qəbuledici sayt kimi də tanınan aminoasil sahəsinə aiddir.kimi aminoqlikozid dərmanları arasında ətraflı qarşılıqlı əlaqəparomomisin, və A-saytıE. coliRNT aşağıda göstərilmişdir.

Şəkil 2. Paromomisin və A-saytı arasında qarşılıqlı əlaqəE. coliRNT

Təəssüf ki, aminoqlikozid preparatları da daxil olmaqla bir çox A-sayt inhibitorlarının nefrotoksiklik, dozadan asılılıq və spesifik geri dönməz ototoksiklik kimi təhlükəsizlik problemləri var.Bu toksikliklər RNT-nin kiçik molekullarını tanımaq üçün aminoqlikozid preparatlarında seçiciliyin olmamasının nəticəsidir.

Aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi: (a) bakteriyaların quruluşu, (b) insan hüceyrə membranı və (c) insanın mitoxondrial A sahəsi çox oxşardır, bu da A-sayt inhibitorlarını onların hamısına bağlamağa imkan verir.

Şəkil 3. Qeyri-selektiv A-sayt inhibitorunun bağlanması

Tetrasiklin antibiotikləri də rRNT-nin A-sahəsini inhibə edir.Mg ilə kompleksləşmiş 30S alt bölməsində bir spiral bölgəyə (H34) geri bağlanaraq bakterial zülal sintezini seçici şəkildə maneə törədirlər.²⁺.

Digər tərəfdən, makrolid antibiotikləri yeni yaranan peptidlər (NPET) üçün bakterial ribosom tunelinin çıxış yerinin (E-sayt) yaxınlığında bağlanır və onu qismən bloklayır və bununla da bakterial protein sintezini maneə törədir.Nəhayət, oksazolidinon kimi antibiotiklərlinezolid(Zyvox) 23S rRNA nukleotidləri ilə əhatə olunmuş bakteriya 50S ribosomal alt bölməsində dərin yarığa bağlanır.

Antisens oliqonukleotidlər (ASO)

Antisens dərmanları RNT-ni hədəf alan kimyəvi modifikasiya edilmiş nuklein turşusu polimerləridir.Onlar hədəf mRNT-yə bağlanmaq üçün Watson-Crick baza cütləşməsinə arxalanır, nəticədə gen susdurulur, sterik blokada və ya splicing dəyişikliyi olur.ASO-lar hüceyrə nüvəsindəki pre-RNT-lərlə və sitoplazmada yetkin mRNT-lərlə qarşılıqlı əlaqədə ola bilər.Onlar eksonları, intronları və tərcümə olunmamış bölgələri (UTR) hədəf ala bilərlər.Bu günə qədər ondan çox ASO dərmanı FDA tərəfindən təsdiq edilmişdir.

Şəkil 4. Antisens texnologiyası

RNT-ni hədəf alan kiçik molekullu dərmanlar

2015-ci ildə Novartis, U1-pre-mRNA-nın birləşməsini gücləndirən və SMA siçanlarını xilas edən Branaplam adlı SMN2 splicing tənzimləyicisini kəşf etdiklərini bildirdi.

Digər tərəfdən, PTC/Roche's Risdiplam (Evrysdi) SMA müalicəsi üçün 2020-ci ildə FDA tərəfindən təsdiq edilmişdir.Branaplam kimi, Risdiplam da funksional SMN zülallarını istehsal etmək üçün müvafiq SMN2 genlərinin birləşdirilməsini tənzimləməklə işləyir.

RNT deqradantları

RBM RNT bağlayıcı motiv zülalını ifadə edir.Əslində, indol sulfonamid molekulyar bir yapışdırıcıdır.O, seçici olaraq RBM39-u CRL4-DCAF15 E3 ubiquitin ligazasına cəlb edərək, RBM39 poliubikitinasiyasını və zülalın deqradasiyasını təşviq edir.RBM39-un genetik tükənməsi və ya sulfanilamid vasitəçiliyi ilə deqradasiyası genom boyu əhəmiyyətli splicing anormalliklərinə səbəb olur və nəticədə hüceyrə ölümünə səbəb olur.

RNT-PROTAC-lar RNT bağlayan zülalları (RBP) parçalamaq üçün hazırlanmışdır.PROTAC, E3 liqaza liqandını RNT və RBP-lərə bağlayan RNT liqandına bağlamaq üçün bağlayıcıdan istifadə edir.RBP spesifik oliqonukleotid ardıcıllığına bağlana bilən struktur domenləri ehtiva etdiyindən, RNT-PROTAC maraq zülalı (POI) üçün liqand kimi oliqonukleotid ardıcıllığından istifadə edir.Son nəticə RBP-lərin deqradasiyasıdır.

Bu yaxınlarda Skripps Okeanoqrafiya İnstitutunun professoru Metyu Disney RNT-ni icad etdi.ribonukleaz hədəf alan kimeralar (RiboTACs).RiboTAC bir RNase L liqandını və bir RNT liqandını bağlayıcı ilə birləşdirən heterofunksional molekuldur.O, xüsusi olaraq endogen RNase L-ni xüsusi RNT hədəflərinə cəlb edə bilər və sonra hüceyrə nuklein turşusunun parçalanma mexanizmindən (RNase L) istifadə edərək RNT-ni uğurla aradan qaldıra bilər.

Tədqiqatçılar kiçik molekullarla RNT hədəfləri arasındakı qarşılıqlı əlaqə haqqında daha çox məlumat əldə etdikcə, gələcəkdə bu üsuldan istifadə edən daha çox dərman ortaya çıxacaq.