توضیح دانشمندان درباره دارو‌هایی با ترکیب شیمیایی یکسان، اما اثر متفاوت!

به گزارش مجله خبری نگار/ و به نقل از آی ای، تاثیراتی که یک دارو یا ترکیب شیمیایی بر بدن می‌گذارد به نحوه آرایش اتم‌های آن در فضا بستگی دارد. برخی از ترکیبات یک دوقلو تیره با فرمول مولکولی یکسان، اما ساختار سه بعدی متفاوت هستند و این می‌تواند عواقبی برای کار‌هایی که آن‌ها در بدن انجام می‌دهند یا انجام نمی‌دهند داشته باشد.

داستان غم انگیز تالیدومید (Thalidomide) را در نظر بگیرید، داروی تهوع صبحگاهی که باعث هزاران نقص مادرزادی و سقط جنین شد. در حالی که یک شکل یا ایزومر از تالیدومید دارای اثر آرام بخش است، تصور می‌شود که شکل دیگر تالیدومید باعث رشد فیزیولوژیکی غیرطبیعی شود. از آنجایی که این دو نسخه می‌توانند در جهات مختلفی حرکت کنند، مصرف هر دو شکل از تالیدومید در دوران بارداری خطرناک است.

"ساجیش متیو" (Sajish Mathew) از دانشگاه کارولینای جنوبی گفت: تحقیقات من بر روی یکی از ترکیبات موجود در انگور قرمز و بادام زمینی به نام رزوراترول (Resveratrol) متمرکز شده است. این یک معمای علمی بوده است که چرا آزمایشات بالینی که در آن از رزوراترول برای درمان بیماری آلزایمر استفاده شده است، نتایج متناقضی داشته است. به نظر می‌رسد، ممکن است به این دلیل باشد که از دو شکل مختلف استفاده شده است در حالی که یکی ممکن است به شناخت و حافظه کمک کند، دیگری ممکن است برای سیستم عصبی سمی باشد.

ایزومر‌ها و اسید‌های آمینه

بسیاری از دارو‌ها اتم‌ها و پیوند‌های یکسانی دارند، اما در فضا به طور متفاوتی چیده شده‌اند. این دارو‌ها ترکیبات کایرال (Chiral) نامیده می‌شوند و این واژه به این معنی است که آن‌ها به عنوان دو تصویر آینه‌ای غیرقابل جداشدن وجود دارند. برای مثال، دست‌های شما نیز تصاویر آینه‌ای غیرقابل جدا شدن از یکدیگر هستند. اگرچه آن‌ها یکسان به نظر می‌رسند، اما وقتی یکی را روی دیگری قرار می‌دهید با هم همپوشانی ندارند.

معمولا، این نسخه‌های آینه‌ای دارای ویژگی‌های بسیار مشابهی هستند، زیرا عناصر و پیوند‌های مشابهی دارند. اما نحوه چیدمان آن‌ها در فضا می‌تواند تاثیرات آن‌ها در بدن را به شدت تغییر دهد. همانطور که نمی‌توانید یک دستکش مناسب برای دست چپ را روی دست راست خود بپوشید، نسخه‌ی چپ‌دست دارو نیز نمی‌تواند در بدنی که به شکل مولکول راست‌دست است، قرار داده شود.

مولکول‌های کایرال در دو نسخه یا ایزومر هستند که با فعالیت نوری تعریف می‌شوند. این بدان معناست که اگر نور قطبی شده را به یک مولکول کایرال بتابانید، یکی نور را به سمت چپ می‌چرخاند در حالی که دیگری آن را به سمت راست می‌چرخاند.

اسید‌های آمینه (بلوک‌های سازنده پروتئین‌ها) مولکول‌های کایرال هستند. موجودات زنده در درجه اول پروتئین‌ها را از اسید‌های آمینه با پیکربندی L می‌سازند. با این حال، پیکربندی D در طبیعت دارای بسیاری از عملکرد‌های دیگر است. برای مثال، باکتری‌ها از آمینو اسید‌های پیکربندی D برای ساختن دیواره سلولی خود استفاده می‌کنند. پستانداران از آمینو اسید‌های پیکربندی D به عنوان پیام‌رسان در سیستم عصبی و غدد درون ریز خود استفاده می‌کنند.

اسید آمینه تیروزین یکی از استثنا‌های مهم قانون پیکربندی L هستند و برخلاف سایر آمینو اسیدها، هر دو پیکربندی L و D تیروزین می‌توانند برای سنتز پروتئین توسط آنزیمی به نام tyrosyl-tRNA synthetase (TyrRS) فعال شوند.

وجود D-تیروزین می‌تواند سنتز پروتئین‌هایی را که فقط از L-تیروزین استفاده می‌کنند برای سلول‌ها دشوار کند. با این حال، سلول‌ها آنزیم‌های تکامل یافته‌ای دارند که می‌توانند بین هر دو نسخه تمایز قائل شوند و اطمینان حاصل کنند که فقط L-tyrosine استفاده می‌شود. هنگامی که آنزیم‌های مصرف کننده تیروزین وجود نداشته باشند، افزایش سطح تیروزین در بدن می‌تواند اثرات سمی از جمله آسیب به سیستم عصبی داشته باشد.

مطالعه اخیر منتشر شده نشان می‌دهد که چرا تیروزین بیش از حد می‌تواند مسموم کننده عصب باشد. وقتی محققان مقادیر فزاینده‌ای L-تیروزین را به سلول‌های مغز موش اضافه کردند، متوجه شدند که سطح TyrRS را کاهش می‌دهد و آن نیز آنزیمی است که تیروزین را برای ساختن پروتئین‌ها بدون آسیب رساندن به بدن فعال می‌کند. با کمال تعجب، افزودن D-تیروزین نه تنها باعث کاهش سطح TyrRS شد، بلکه نورون‌ها را نیز از بین برد.

محققان گفتند: وقتی به مغز بیماران مبتلا به آلزایمر که بیماری آن‌ها سطح تیروزین را افزایش می‌دهد نگاه کردیم، متوجه شدیم که سطح آنزیم TyrRS کاهش یافته است. فرضیه ما این است که با افزایش سطح تیروزین در مغز، سطح آنزیم TyrRS کاهش می‌یابد و اثرات مخربی بر مغز افراد مبتلا به آلزایمر ایجاد می‌کند. این یافته‌ها نقش بالقوه مهم TyrRS را در سنتز پروتئین‌های ضروری برای شناخت و حافظه نشان می‌دهد.