Химики создали вещества, способные эффективно вылечить глаукому

Российские и итальянские ученые сконструировали новые вещества, способные эффективно снижать внутриглазное давление, что может помочь при лечении болезней глаз, в том числе глаукомы. Результаты работы опубликованы в журнале Bioorganic Chemistry.

Согласно одному из способов лечения глаукомы, нужно уменьшить выделение водянистой влаги в цилиарном теле глаза за счет подавления (ингибирования) работы специальных ферментов — карбоангидраз. Ученые сосредоточили свое внимание на производных бензолсульфонамида, содержащих 1,2,4-оксадиазольный фрагмент. «Мы впервые рассмотрели данные соединения в качестве потенциальных ингибиторов карбоангидразы человека. Выключая на время работу фермента, содержащегося в клетках глаза, мы можем нормализовать внутриклеточное и внутриглазное давление», — рассказал один из авторов статьи, сотрудник РУДН Антон Шетнев.

Белки-ферменты семейства карбоангидраз широко распространены в организме человека. Они ускоряют обратимую реакцию присоединения водорода из молекул воды к диоксиду углерода. Ингибиторы на основе сульфонамидов подавляют активность этой реакции за счет их связывания с ионом цинка в активном центре фермента. Такое взаимодействие происходит по принципу «ключ-замок». Большинство известных препаратов-ингибиторов карбоангидраз можно сравнить с отмычкой, довольно грубо открывающей любой замок-фермент из соответствующего семейства.

Поскольку состыковка универсальна (нет резьбы ключа, точно входящей в пазы), она непрочная и, следовательно, менее эффективная. В ситуациях, когда требуется более мощное воздействие, как в случае лекарств, необходимо повысить сродство ингибитора к соответствующему ферменту. Сделать это можно за счет присоединения к его молекуле разнообразных химических «хвостов» (по сути, вытачивая ключ из болванки). Так, в данной работе было показано, что модификация бензолсульфонамида введением оксадиазольного цикла позволяет получить гораздо более активные вещества, во много раз эффективнее тех, что используются сейчас при лечении глаукомы. Ключ, бензолсульфонамид, получает дополнительную резьбу в виде цикла, правильно ориентирующего его и образующего химические связи с определенными аминокислотами в составе ингибируемого фермента-замка. Ключ повернут определенным образом, точно закреплен в пазах и просто так не выпадет.

Необходимо заметить, что карбоангидраза представлена несколькими изоформами (они же — изоферменты), отличающимися друг от друга аминокислотным составом, локализацией в тканях и зачастую выполняемыми функциями. Избирательное ингибирование определенных изоформ позволяет подавлять их активность лишь там, где это необходимо, уменьшая тем самым возможные побочные эффекты препарата. «Это обстоятельство определяет следующий этап нашей работы: нужно провести исследования, направленные на дальнейшую модификацию соединений с целью повышения их избирательности в отношении конкретных изоферментов, в частности, отвечающих только за изменение внутриглазного давления», — заключает Антон Шетнев.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.