Nobel ödüllü ekip, yapay zekâyla hastalık proteinlerini kesen moleküler makas tasarladı

Yapay zekâ ile tasarlanan enzimler

Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi bünyesindeki Protein Tasarımı Enstitüsü (IPD) araştırmacıları, yapay zekâ modelleri kullanarak "moleküler makas" gibi davranan yeni proteinler tasarladı. Proteaz adı verilen bu enzimler, hedef proteinleri belirli noktalardan kesiyor ve aynı kesme işlemini tekrar tekrar yapabiliyor.

IPD'de doktora sonrası araştırmacı Anqi Chen, bir molekülün bir hedefi yok ettikten sonra hemen ikinci, üçüncü ve binlerce farklı hedefe atlayabildiğini söylüyor. Bu, tek bir hedefe bağlanıp orada kalan geleneksel ilaçlardan farklı bir yaklaşım.

Alzheimer ve ALS hedefleri

Ekip, nörodejeneratif hastalıklarla ilişkili proteinlere saldıran proteazlar üretti. Chen ve Kejia Wu'nun ilk yazarları olduğu bir makalede, yeni proteazların üçte birinden fazlası Alzheimer ile ilişkili hedef proteini hassas biçimde kesti ve bu kesimler enzim olmadan yapılan kesimlerden 100 milyon kat daha hızlı gerçekleşti.

IPD öğrencisi Hojae Choi'nin ilk yazarı olduğu ikinci makalede ise sistein adlı aktif bir amino asit kesici olarak kullanıldı. Bu proteinler hedeflerini kesmede %19 başarı sağladı ve katalizsiz tepkimelerden 30 milyon kata kadar daha hızlı çalıştı.

İlaç olmadan önce aşılması gereken engeller

Araştırmanın kıdemli yazarı, IPD direktörü ve 2024 Nobel Kimya Ödülü sahibi David Baker. Baker, enzimlerin iyi çalışması ve uygulama alanının genişliği nedeniyle çalışmayı önemli buluyor; tıbbın yanı sıra tehlikeli kirleticilerin ve plastik atıkların parçalanması da potansiyel kullanım alanları arasında.

Ancak bu proteinlerin insanlarda ilaç olabilmesi için daha çok iş var. Hastanın bağışıklık sisteminin tedaviyi etkisiz hale getirmesini önlemek ve enzimlerin etkisini gerektiği gibi açıp kapatabilmek gerekiyor. Choi, immünojenisite adı verilen bu bağışıklık sorununu inceliyor ve enzimin kesici kısmını zararsız görünen bir antikorla birleştirmeye çalışıyor.