Nobelova cena za chemii a nová antibiotika
Ribosom je základní komponentou každé buňky. Představuje klíčovou mašinerii pro syntézu proteinových řetězců. Výběrem letošních laureátů tak Nobelovy ceny "pokryly" kompletně "základní dogma" molekulární genetiky, které popisuje tok informace z DNA na RNA a z RNA do struktury proteinů. Za strukturu DNA získali v roce 1962 Nobelovu cenu James Watson, Francis Crick a Maurice Wilkins. Za objevy spojené se syntézou RNA podle instrukcí uložených v DNA získal Nobelovu cenu v roce 2006 Roger D. Kornberg. Nyní se dostalo na třetí "kaskádu" v tomto "toku informací" - na syntézu proteinů.
Trio oceněných vědců významně přispělo k poznání vnitřní struktury ribosomu. i ty nejjednodušší ribosomy jsou neuvěřitelně komplikované komplexy tvo -řené dvěma základními podjednotkami a více než padesátkou různých proteinů. Koncem sedmdesátých let už biochemici dokázali pomocí rentgenové krystalografie určit struktury mnoha proteinů, například myoglobinu nebo hemoglobinu. Ribosom se však zdál pro podobné výzkumy beznadějně složitý. izraelská biochemička Ada E. Yonathová byla přesvědčena, že tento obtížný úkol lze zvládnout.
Vybrala si pro krystalografické experimenty ribosomy extremofilních prokaryont, konkrétně ribosom halofilních mikrobů z Mrtvého moře. Tyto "nerozbitné" ribosomy uzpůsobené k fungování ve skutečně nepříznivých podmínkách dokázala Ada E. Yonathová krystalizovat. Pomocí rentgenového záření z nich pak pořídila první snímky odhalující základní rysy trojrozměrné struktury ribosomu.
Tím se otevřela cesta pro další výzkumné týmy. Steitz se spolupracovníky se soustředil na větší ribosomovou subjednotku 50S, která je zodpovědná za spojování jednotlivých aminokyselin do proteinového řetězce. Její strukturu popsal poprvé v roce 2000. Prakticky ve stejnou dobu uspěl tým vedený Venkatramanem Ramakrishnanem s popisem menší ribosomové subjednotky 30S, jíž se ribosom drží na molekule RNA.
Šance na nová antibiotika
Teoretický přínos poznání struktury ribosomu byl obrovský. Všichni tři letošní laureáti Nobelovy ceny se však věnovali i praktickým aplikacím svých objevů a významně tak přispěli k poznání účinku antibiotik cílených právě na bakteriální ribosomy. Řada antibiotik blokuje funkce bakteriálních ribosomů a těží z faktu, že eukaryontní ribosomy včetně ribosomů člověka mají odlišnou vnitřní stavbu.
Látky blokující specifická místa bakteriálních ribosomů nemají na lidské ribosomy výraznější účinek. Například chloramfenikol se váže na subjednotku 50S bakteriálního ribosomu a nedovolí, aby došlo k připojení aminokyselin k vytvářenému proteinovému řetězci. Erytromycin vyřazuje ribosom z činnosti zablokováním kanálu, jímž nově syntetizovaný proteinový řetězec přechází do cytoplazmy ke konečným úpravám posttranslační modifikací.
S narůstající rezistencí patogenních bakterií k antibiotikům se dostává struktura ribosomu do popředí zájmu farmakologů. Slouží jako vodítko pro vývoj nových léků. Steitz stál například u vzniku spin-off firmy Rib-X Pharmaceuticals, která se snaží teoretické objevy svého zakladatele dotáhnout k praktickému využití. Dá se očekávat, že "skalní" chemici se budou cítit letošním rozhodnutím nobelovského výboru opět zklamáni, podobně jako tomu bylo v případě jiných cen udělených za krystalografické objevy struktury vysoce komplexních molekul s klíčovým významem pro život.
V roce 2003 získali Nobelovu cenu za chemii Američané Peter Agre a Roderick Mac-Kinnon za objevy struktury buněčných kanálů, v roce 2006 již zmíněný Roger D. Kornberg za objev struktury komplexu enzymů zodpovědných za syntézu RNA. Letos byly oceněny poznatky o struktuře ribosomů. Chemikům se zdá, že jim "jejich" Nobelovy ceny "kradou" vědci z biologických vědních disciplín.
"Toto bádání je ale vpodstatě čistokrevná chemie, i když mnozí chemici o letošních laureátech Nobelovy ceny nikdy neslyšeli," řekl v rozhovoru pro týdeník Nature Jeremy Sanders z University of Cambridge. Snad jej lze jako předního světového fyzika považovat v tomto sporu o Nobelovu cenu za chemii za nestranného.
Zdroj: Medical Tribune