นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโกรนิงเกน (เนเธอร์แลนด์) และสถาบันฟิสิกส์และเทคโนโลยีแห่งมอสโก ได้ศึกษาพื้นฐานโครงสร้างของการกระทำของยาไวแสงตามตัวอย่างปฏิกิริยาของโปรตีนที่คล้ายกับสารขนส่งกลูตาเมตของมนุษย์กับสาร ที่ยับยั้งมัน ผู้เขียนพบว่าการเปลี่ยนแปลงในการกำหนดค่าเชิงพื้นที่ของสารออกฤทธิ์ภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลตนำไปสู่การยึดเกาะกับโปรตีนที่แน่นแฟ้นยิ่งขึ้นเนื่องจากผลการปราบปรามจะรุนแรงขึ้น การศึกษานี้จะช่วยไม่เพียงแค่พัฒนายาที่ไวต่อแสงตั้งแต่ต้นโดยใช้วิธีการทางคอมพิวเตอร์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นเท่านั้น แต่ในระยะยาวจะสร้างยาที่ปลอดภัยกว่าซึ่งสามารถเปิดและปิดได้เพียงแค่สัมผัสกับแสงที่มีความยาวคลื่นต่างกัน
ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร American Chemical Society หนึ่งในความท้าทายหลักในการพัฒนายาใหม่คือการหาวิธีส่งยาไปยังผู้รับซึ่งยาควรออกฤทธิ์โดยไม่กระทบต่อยาอื่นๆ ทั้งหมด เพื่อหลีกเลี่ยงผลข้างเคียง วิธีหนึ่งที่มีแนวโน้มมากที่สุดคือเมื่อคุณสามารถส่งยาไปได้ทุกที่ จากนั้นเปิดใช้งานเฉพาะในพื้นที่ที่เหมาะสมและในเวลาที่เหมาะสมด้วยความช่วยเหลือจากอิทธิพลภายนอก เช่น แสง
การพัฒนายาไวแสงดำเนินการโดยสาขาเภสัชกรรมรุ่นใหม่ - เภสัชวิทยาแสง ในพื้นที่นี้ วิธีการต่างๆ จะขึ้นอยู่กับการแนะนำสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพของชิ้นส่วนที่เปลี่ยนโครงสร้างภายใต้อิทธิพลของแสง โมเลกุลที่เป็นผลลัพธ์ในรูปแบบต่างๆ เมื่อสัมผัสกับแสง จะเริ่มทำหน้าที่หรือหยุดทำงาน
แม้จะมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วของโฟโตเภสัชวิทยา แต่สาเหตุเชิงโครงสร้างของการเปลี่ยนแปลงของผลกระทบทางชีวภาพในระหว่างการเปลี่ยนภาพถ่ายยังคงมีการศึกษาไม่เพียงพอ สารขนส่งกลูตาเมตในระบบประสาทของมนุษย์ กาลักน้ำกลูตาเมตจากรอยแยก synaptic ระหว่างเซลล์ประสาทและป้องกันการกระตุ้นมากเกินไปของตัวรับ ความผิดปกติของโปรตีนเหล่านี้เกี่ยวข้องกับเงื่อนไขทางการแพทย์ที่ร้ายแรงหลายอย่าง
ในภาวะขาดเลือดและโรคลมบ้าหมู ผู้ขนส่งกลูตาเมตสามารถทำงานในทิศทางตรงกันข้าม เติมช่องว่างด้วยกลูตาเมตส่วนเกิน ทำให้เกิดการรบกวนอย่างร้ายแรงในการทำงานของระบบประสาทส่วนกลางจนถึงการตายของเซลล์ประสาท ดังนั้นการเลือกการปิดกั้นชั่วคราว (การยับยั้ง) ของผู้ขนส่งเหล่านี้อาจเป็นประโยชน์ การศึกษาบางชิ้นยังแสดงให้เห็นว่าการยับยั้งการขนส่งกลูตาเมตสามารถใช้รักษาอาการปวดเรื้อรังได้
ดังนั้นการพัฒนายาที่ออกฤทธิ์กับสารขนส่งกลูตาเมตจึงเป็นที่สนใจของชุมชนวิทยาศาสตร์เป็นอย่างมาก
ผู้เขียนศึกษาแสดงให้เห็นว่ารูปแบบ ("ความมืด") และแอคทีฟน้อย ("แสง") ของตัวยับยั้งการสลับแสงผูกมัดกับตัวขนส่งกลูตาเมตอย่างไร และด้วยเหตุนี้จึงค้นพบวิธีที่ควบคุมการทำงานของผู้ขนส่ง
โปรตีนประกอบด้วยส่วนที่เจาะเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งส่วนที่เป็นโพรงจะเคลื่อนที่ระหว่างด้านนอกและด้านในของเยื่อหุ้มเซลล์ โดยที่กลูตาเมตถูกขนส่งภายในเซลล์เมื่อโดเมนเคลื่อนที่อยู่บนพื้นผิวด้านนอกของเมมเบรน วงหนึ่งจะพับกลับเพื่อจับกลูตาเมต สารยับยั้งที่กระตุ้นด้วยแสงจะจับที่เดียวกับกลูตาเมต แต่ยังมีกลุ่มที่เทอะทะซึ่งจับกับโปรตีนในรูปแบบ "มืด" และ "สว่าง" ต่างกัน
นักวิทยาศาสตร์ได้รับโครงสร้างของโปรตีนที่มีตัวยับยั้งในสถานะกระตุ้นและหยุดทำงานเพื่อศึกษาการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากโมเลกุลไวแสง เพื่อกระตุ้นโมเลกุลในตัวอย่างหนึ่ง มันถูกฉายรังสีด้วยแสงอัลตราไวโอเลต ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าในสถานะ "มืด" กลุ่มโฟโตแอกทีฟจะสร้างพันธะไฮโดรเจนเพิ่มเติมกับโปรตีน ซึ่งให้สถานะการจับที่ดีกว่าในแง่ของพลังงาน ในทางกลับกัน สิ่งนี้อธิบายการยับยั้งการขนส่งที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยการสร้าง "ความมืด" ของโมเลกุล ด้วยวิธีนี้ โมเลกุลจะใช้เวลาจับกับโปรตีนมากขึ้น และยับยั้งการขนส่งกลูตาเมตได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
“ผลการศึกษาของเราชี้ให้เห็นถึงโครงสร้างของแกนด์ที่มีโครงสร้างคล้ายคลึงกัน ข้อมูลนี้มีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจสาเหตุของผลกระทบที่สังเกตได้ เมื่อรู้ว่ายากระตุ้นแสงส่งผลต่อโปรตีนที่เหมาะสมอย่างไร เราจึงไม่เพียงแต่สามารถพัฒนายาดังกล่าวตั้งแต่ต้นโดยใช้วิธีทางคอมพิวเตอร์ได้แม่นยำมากขึ้นเท่านั้น เพื่อแสงที่มีความยาวคลื่นต่างกัน
นอกจากนี้สารยับยั้งที่อธิบายไว้ในงานนี้จะได้รับการทดสอบในสัตว์ทดลองเพื่อความเข้าใจโดยละเอียดเกี่ยวกับระบบประสาทส่วนกลาง” Albert Guskov ศาสตราจารย์หัวหน้าห้องปฏิบัติการด้านกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเชิงโครงสร้างของระบบชีวภาพที่สถาบันฟิสิกส์มอสโกและ เทคโนโลยี.