ซินโครตรอนวิเคราะห์โครงสร้างเอนไซม์สู่ยาต้านวัณโรคชนิดใหม่

นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และนวัตกรรม (อว.) ร่วมมือนักวิจัยมหาวิทยาลัยอุบลราชธานี พิสูจน์ฤทธิ์ต้านเชื้อวัณโรคของสารออกฤทธิ์ชีวภาพ โดยใช้แสงซินโครตรอนวิเคราะห์คุณสมบัติการออกฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์สำคัญของแบคทีเรียที่เป็นสาเหตุของโรค

ดร.ชมภูนุช ส่งสิริฤทธิกุล นักวิทยาศาสตร์ระบบลำเลียงแสง สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน กล่าวว่า ได้ร่วมกับ รศ.ดร.พรพรรณ พึ่งโพธิ์ อาจารย์ประจำภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี วิเคราะห์คุณสมบัติสารออกฤทธิ์ชีวภาพในการยับยั้งเอนไซม์สำคัญของแบคทีเรีย “ไมโคแบคทีเรียม ทูเบอร์คูโลซิส” หรือ M. tuberculosis ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่มักก่อให้เกิดการติดเชื้อที่ปอดและเป็นสาเหตุของวัณโรค

ทั้งนี้ รศ.ดร.พรพรรณ พึ่งโพธิ์ ได้ร่วมมือกับ ศ.เจมส์ สเปนเซอร์ (Prof. James Spencer) จากมหาวิทยาลัยบริสตอล ประเทศอังกฤษ ศึกษาค้นคว้าสารยับยั้งเอนไซม์อีโนอิล-เอซิลแคร์ริเออร์โปรตีนรีดัคเตส (enoyl-acyl carrier protein reductase) หรือเอนไซม์ InhA ซึ่งเป็นเอนไซม์สำคัญที่แบคทีเรีย M. tuberculosis ใช้สังเคราะห์ส่วนประกอบหลักของผนังเซลล์ และพบว่าสาร 3-ไนโตรโพรพานออิก แอซิด (3-nitropropanoic acid) หรือสารยับยั้ง 3NP ซึ่งเป็นสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพนั้น มีฤทธิ์ต้านเชื้อวัณโรคและยับยั้งเอนไซม์ InhA ที่แบคทีเรียใช้สร้างผนังเซลล์ได้

ดร.ชมภูนุช ส่งสิริฤทธิกุล ได้ใช้แสงซินโครตรอนศึกษาโครงสร้างสามมิติของเอนไซม์เพื่ออธิบายการออกฤทธิ์และการยับยั้งเอนไซม์สร้างผนังเซลล์แบคทีเรียดังกล่าว โดยใช้เทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ ณ ระบบลำเลียงแสงที่ 7.2W จากเครื่องกำเนิดแสงซินโครตรอน ศึกษาโครงสร้างเอนไซม์ InhA ที่จับกับสารยับยั้ง 3NP และสามารถบอกถึงตำแหน่งและชนิดพันธะระหว่างโครงสร้างโปรตีนของเอนไซม์แบคทีเรียและสารยับยั้ง 3NP ได้

“ข้อมูลที่ได้จากการวิเคราะห์ด้วยแสงซินโครตรอนนี้ จะทำให้เราเข้าใจคุณสมบัติการยับยั้งเอนไซม์โดยสารออกฤทธิ์ 3NP ซึ่งมีผลต่อการยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อวัณโรค นอกจากนี้ในอนาคตยังสามารถดัดแปลงโครงสร้างทางเคมีของยาต้นแบบและปรับปรุงอนุพันธ์ของสารยับยั้ง 3NP ที่ออกฤทธิ์ทางเภสัชวิทยา ซึ่งจะนำไปสู่การทดสอบและพัฒนายาชนิดนี้ให้มีประสิทธิภาพด้วย”