आयन चैनल स्वास्थ्य और बीमारी के लिए महत्वपूर्ण हैं, जो उन्हें दवा विकास के लिए महत्वपूर्ण लक्ष्य बनाते हैं। हालाँकि, विशिष्ट आयन चैनलों को चुनिंदा रूप से लक्षित करना एक महत्वपूर्ण चुनौती बनी हुई है। ऑस्ट्रेलिया में वेइल कॉर्नेल मेडिसिन और आरएमआईटी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक प्रकार के आयन चैनल, बीके चैनल में अद्वितीय पार्श्व उद्घाटन की खोज की है। ये छिद्र दवा के अणुओं को चुनिंदा रूप से चैनल में प्रवेश करने की अनुमति देते हैं। नेचर केमिकल बायोलॉजी में हाल ही में प्रकाशित एक पेपर में इस खोज का विवरण दिया गया है।
आयन चैनल और बीके चैनल के बारे में जानें
आयन चैनल कोशिका झिल्ली में अंतर्निहित सुरंग जैसी संरचनाएं हैं जो कोशिकाओं के अंदर और बाहर आवेशित अणुओं की गति को नियंत्रित करती हैं और कई जैविक प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक हैं। उदाहरण के लिए, बीके चैनल पोटेशियम आयनों के प्रवाह का मार्गदर्शन करते हैं, और इन चैनलों में आनुवंशिक उत्परिवर्तन कई अंग प्रणालियों में समस्याओं से जुड़े हुए हैं।
"उस साइट की खोज करना जहां एक छोटा अणु चुनिंदा रूप से इस महत्वपूर्ण आयन चैनल में प्रवेश कर सकता है, एक रोमांचक प्रगति है," वेइल कॉर्नेल मेडिकल कॉलेज में एनेस्थिसियोलॉजी फिजियोलॉजी और बायोफिज़िक्स के प्रोफेसर, अध्ययन के सह-प्रथम लेखक क्रिना निमिगियन, पीएचडी ने कहा।
अध्ययन के एक अन्य सह-वरिष्ठ लेखक डॉ. टोबी एलन हैं, जो ऑस्ट्रेलिया के मेलबर्न में आरएमआईटी विश्वविद्यालय में प्रोफेसर हैं। पहले लेखक डॉ. फैन चेन अध्ययन के दौरान एनेस्थिसियोलॉजी विभाग की निमिगन प्रयोगशाला में पोस्टडॉक्टरल सहयोगी थे।
बीके चैनल संरचना का अन्वेषण करें
डॉ. निमिगन और उनकी टीम सीधे और एमटीएचके के जीवाणु संस्करणों के साथ प्रयोगों के माध्यम से बीके चैनलों की संरचना और कार्य की खोज कर रही है, जिनका प्रयोगशाला में अध्ययन करना आसान है। हाल ही में, उन्होंने देखा कि एमटीएचके- और बीके-अवरुद्ध यौगिकों की एक श्रृंखला - दवाओं के रूप में उपयुक्त नहीं है लेकिन प्रयोगशाला उपकरणों के रूप में उपयोगी है - एमटीएचके चैनलों, या "छिद्रों" में प्रवेश कर सकती है और प्रभावी ढंग से अवरुद्ध कर सकती है, तब भी जब संरचनात्मक इमेजिंग से पता चला कि छिद्र का प्रवेश द्वार पूरी तरह से बंद था।
डॉ. निमिगन ने कहा, "चूंकि ये यौगिक इस बंद अवस्था में सीधे छिद्रों में प्रवेश नहीं कर सकते हैं, हम जानना चाहते थे कि उन्होंने ऐसा कैसे किया।" "इस पहेली को हल करने के लिए, शोधकर्ताओं ने संरचनात्मक इमेजिंग विधियों, सामान्य और उत्परिवर्ती MthK के साथ प्रयोग, और डॉ. एलन की प्रयोगशाला में चैनल-अवरुद्ध यौगिकों और MthK आयन चैनलों के बीच बातचीत के कंप्यूटर मॉडलिंग की ओर रुख किया।"
उन्होंने पाया कि जब MthK बंद अवस्था में होता है, तो इसकी संरचना के दोनों किनारों पर बड़े उद्घाटन दिखाई देते हैं, जिसके माध्यम से MthK-अवरुद्ध यौगिक आयन-संचालन छिद्र में प्रवेश कर सकते हैं। ये छिद्र कोशिका झिल्ली के अंदर स्थित होते हैं, इसलिए MthK-अवरुद्ध यौगिकों को इन छिद्रों तक पहुंचने के लिए पहले कोशिका झिल्ली में थोड़ी दूरी तय करनी होगी।
शोधकर्ताओं ने मौजूदा संरचनात्मक डेटा से यह भी देखा कि एमटीएचके चैनल के समान बीके चैनल में साइड ओपनिंग या "बाड़" हैं।
चयनात्मक दवा विकास की संभावना
वैज्ञानिकों का मानना है कि बीके चैनलों को अवरुद्ध या सक्रिय करने वाली दवाएं मिर्गी और उच्च रक्तचाप जैसी स्थितियों के इलाज में मदद कर सकती हैं। हालाँकि, वर्तमान में कोई चयनात्मक बीके चैनल मॉड्यूलेटिंग दवाएं नहीं हैं, क्योंकि बीके चैनल संरचना में परिवर्तन चैनल फ़ंक्शन से कैसे संबंधित हैं, इसके बारे में बहुत कम जानकारी है। एक और समस्या यह है कि बीके चैनलों को प्रभावित करने वाली दवाएं अन्य आयन चैनलों के साथ भी बातचीत कर सकती हैं क्योंकि वे अक्सर पोटेशियम-संचालन चैनलों, या "छिद्रों" के प्रवेश द्वार को लक्षित करती हैं, जो अन्य प्रकार के आयन चैनलों के छिद्रों से भिन्न नहीं होते हैं। यह अंधाधुंध संपर्क शरीर में तबाही मचा सकता है।
डॉ. निमिगन ने कहा, "ये छिद्र बीके-प्रकार के चैनलों के लिए अद्वितीय हैं, जिससे पता चलता है कि इन साइटों को लक्षित करने वाली भविष्य की दवाएं चयनात्मक बीके चैनल अवरोधक या सक्रियकर्ता के रूप में कार्य कर सकती हैं।"
वह और उनकी टीम बीके चैनलों पर अनुवर्ती प्रयोगों की योजना बना रही है और आशा करती है कि उनके निष्कर्षों का उपयोग चुनिंदा बीके चैनल-मॉड्यूलेटिंग यौगिकों की खोज के लिए किया जाएगा जिन्हें दवाओं में विकसित किया जा सकता है।
संदर्भ चेन फैन, एमिली फ्लड, नट्टाकन सुकोमन, शुभांगी अग्रवाल, टोबी डब्ल्यू एलन और क्रिना एम निमिगियन ने 31 अगस्त, 2023 को "नेचर - केमिकल बायोलॉजी" में पेपर प्रकाशित किया: "कैल्शियम-गेटेड पोटेशियम चैनल ब्लॉक एडेवियामेम्ब्रेन-फेसिंग फेनेस्ट्रेशन"।
डीओआई:10.1038/एस41589-023-01406-2
संकलित स्रोत: ScitechDaily