Новый метод воздействия на «неуловимые» белки открывает эру прорывов в медицине

Дизайн белков, связывающихся с IDR. Процесс разработки и 12 примеров активных конструкций (для каждой панели название мишени указано слева, а последовательность — внизу; мишени показаны коричневым, связывающие агенты — синим). Автор: Science (2025). DOI: 10.1126/science.adr8063

Учёные совершили прорыв в области разработки лекарств и диагностики, научившись воздействовать на часть протеома (полного набора белков организма), ранее считавшуюся недоступной для фармакологии. Речь идёт о так называемых «неуловимых» мишенях — белках с внутренне неупорядоченными регионами (IDR).

Белки — это «рабочие лошадки» организма и ключевые объекты для создания лекарств. При таких заболеваниях, как рак или диабет, проблема часто кроется в неправильной работе одного или нескольких белков. Традиционные препараты связываются с определёнными участками этих белков, блокируя вредные процессы или усиливая полезные.

Ограничения традиционных методов

Сейчас при поиске новых лекарств учёные фокусируются на белках со стабильной структурой. Однако такой подход игнорирует IDR-белки, составляющие более 50% протеома. Эти белки не имеют фиксированной формы, что затрудняет создание препаратов для их таргетирования. В результате наука могла упускать множество потенциально революционных лекарств.

IDR-регионы играют ключевую роль в нормальных клеточных процессах, но также участвуют в развитии многих заболеваний. Традиционные методы воздействия на эти гибкие участки с помощью антител требуют огромных усилий и часто неэффективны.

Новая технология

В статье, опубликованной в журнале Science, исследователи из лаборатории нобелевского лауреата Дэвида Бейкера описали инновационный метод под названием «logos». Эта система использует ИИ для создания молекул, способных связываться с «неуловимыми» участками.

В отличие от традиционного подхода, где молекула подстраивается под изменчивый белок, разработки logos создают «карманы», в которые встраиваются целевые белки. Учёным уже удалось создать такие связывающие агенты для 39 неструктурированных мишеней.

«Наш вычислительный подход позволяет проектировать белки, связывающиеся с произвольными неупорядоченными пептидами и белками», — пишут исследователи. — «Хотя воздействие на неупорядоченные белки было серьёзным вызовом для традиционных методов, мы показали, что эта особенность становится преимуществом: разработанный белок направляет целевой участок в оптимальную для связывания конформацию».

Перспективы

Этот революционный подход открывает путь к созданию лекарств для множества ранее недоступных белков. Технология может ускорить исследования заболеваний, где IDR-белки играют ключевую роль, включая рак и нейродегенеративные расстройства, такие как болезнь Альцгеймера.

Успех этой работы подтверждает, что искусственный интеллект и компьютерное моделирование становятся незаменимыми инструментами для решения казавшихся неразрешимыми задач в биологии и медицине.

Дополнительная информация: Kejia Wu et al, Design of intrinsically disordered region binding proteins, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adr8063