En ny studie beskriver i detalj hur ett läkemedel mot sarin fungerar. Bakom studien, som publiceras i Procee­dings of the National Academy of Sciences(PNAS), står forskare från FOI, Umeå universitet och Tyskland.

Sarin är en lättflyktig nervgas. Akut sarinförgiftning orsakar bland annat synrubbningar, kräkningar, andnöd och slutligen döden.

– Nervgaser är fruktansvärda vapen och vi hoppas att våra resultat kan leda till förbättrade läkeme­del, säger Anders Allgardsson, biokemist vid Totalförsvarets forskningsinstitut(FOI).

Nervgaser förstör funktionen av ett mycket viktigt protein i nervsystemet som heter acetylkoli­neste­ras. Så länge nervgasen sitter bundet till proteinet förhindras nedbrytningen av en viktig signalsub­stans. Motgiftet HI-6 avlägsnar nervgasen och återställer nervsystemets funktion.

Trots att läkemedel mot nervgasförgiftningar har använts under en lång tid har det hittills saknats en klar bild av hur de faktiskt fungerar.

Efter flera års arbete presenterar nu kemister från bland annat FOI och Umeå Universitet en tredi­mensionell struktur som avbildar HI-6 ögonblicket innan bindningen mellan nervgasen och prote­inet bryts.

Strukturen ger en högupplöst bild som i detalj beskriver individuella atomers position och ger en förståelse för hur bindningen mellan proteinet och nervgasen bryts.

Genom att kombinera tredimensionella strukturavbildningar, vilka utfördes med röntgenkri­stallo­gra­fi vid MAX-lab synkrotronen i Lund, med avancerade beräkningar och biokemiska experiment kunde det vetenskapliga genombrottet bli möjligt.

– Med röntgenkristallografi såg vi spår av den signal vi sökte, men signalen var så svag att vi be­slutade oss för att integrera avbildningarna med kvantkemiska metoder. Efter krävande beräkningar med en superdator på Umeå universitet lyckades vi slutligen, säger Lotta Berg, doktorand, kemis­ka institutionen vid Umeå universitet.

Beräkningarna stödde att den svaga signalen i det röntgenkristallografiska data faktiskt kom från HI-6 och sarin. Viktiga bekräftande pusselbitar kom också från experiment där systemet stördes genom att mutera proteinet eller genom att introducera isotoper.

– Efter sju års arbete med en rad olika tekniker är vi slutligen i hamn och kan visa en enhetlig bild av hur HI-6 närmar sig sarin. Det öppnar helt nya möjligheter att ta fram motgift mot sarin och and­ra nervgaser genom strukturbaserad molekylär design, säger Anders Allgardsson.

Studien är ett samarbete mellan FOI, Umeå universitet och tyska Bundeswehr Institute of Pharma­cology and Toxicology. Arbetet publiceras i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sci­ences of the United States of America.

Källa: FOI