HarkerBIO是布法羅尼亞加拉醫(yī)學校區(qū)不斷發(fā)展的生物技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)中的“閃亮之星”。這家小型結(jié)構(gòu)生物學公司為藥物和生物技術(shù)公司確定蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。

這可能聽起來很簡單 - 甚至很簡單 - 但這個過程就是“星際迷航”中的事情。HarkerBIO使用先進的生物化學技術(shù)，超級計算能力和實驗室專業(yè)知識來破譯巨大而復雜的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。

然后，該公司利用這些信息幫助制藥公司擺脫藥物樣分子可能結(jié)合的位置，最終為新藥創(chuàng)造分子。與此同時，生物技術(shù)公司利用結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)改進酶催化劑，加速化學轉(zhuǎn)化。

HarkerBIO由Hauptman-Woodward醫(yī)學研究所于2015年成立，該研究所是UB雅各布醫(yī)學和生物醫(yī)學科學學院結(jié)構(gòu)生物學系的所在地，旨在將Hauptman-Woodward在X射線晶體學方面的專業(yè)知識商業(yè)化。

它現(xiàn)在有14名員工，參與START-UP NY經(jīng)濟發(fā)展計劃，并與Albany Molecular Research Inc.合作，Albany Molecular Research Inc.是一家合同研究和制造組織，在醫(yī)學園區(qū)設有實驗室。

藥物發(fā)現(xiàn)

“當你發(fā)現(xiàn)一種藥物時，你可以選擇很多小分子。你有多種選擇......比宇宙中的所有恒星都要多，”HarkerBIO首席執(zhí)行官兼首席科學官Artem Evdokimov博士說。 。“但只有少數(shù)是好的。其余的都沒用。”

找到附著在蛋白質(zhì)上的分子的一種方法就是簡單地嘗試它們。今天，公司可以通過實驗測試數(shù)百萬種不同的分子，以確定是否有任何工作。

一種更實惠且更靈活的方法是在虛擬世界中篩選它們 - 在計算機內(nèi)部。為此，科學家在計算機模擬中探測了數(shù)十億個虛擬化學物質(zhì)的蛋白質(zhì)(具有數(shù)萬個原子或更多)的三維結(jié)構(gòu)。當一些虛擬化合物“粘附”在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上時，它們可以由化學家在實驗室中制造，然后進行測試以確定它們是否實際結(jié)合。因此，需要制造和測試的分子數(shù)量從數(shù)百萬減少到數(shù)百或更少。

“最終，分子將由化學家制造，然后進行測試，”Evdokimov說。“藥物設計是一個循環(huán)過程。你會找到一些有用的東西，你研究它并改變它，然后你就會做得更好。”

商業(yè)化專業(yè)知識

在結(jié)構(gòu)生物學的小而競爭的世界中，HarkerBIO在其專業(yè)化方面具有優(yōu)勢。HarkerBIO的科學家與潛在客戶協(xié)商，深入討論他們的需求和目標。有時，如果項目過于具有挑戰(zhàn)性，HarkerBIO將幫助客戶確定目標更加現(xiàn)實。

“結(jié)構(gòu)生物學在某種程度上是獨一無二的，”該公司執(zhí)行主席詹姆斯•比爾特科夫說。“我們的客戶可以獲得'不'的巨大經(jīng)濟利益。如果一個想法是一個破產(chǎn)，讓我們在他們花費10或2000萬美元之前發(fā)現(xiàn)。結(jié)構(gòu)是硬數(shù)據(jù)，可以告訴你某些東西是否會起作用。“

Biltekoff表示，該公司的長期目標是保持對結(jié)構(gòu)的高度關(guān)注，并加強其作為“知識伙伴”的作用。

“我們希望增加一個更合適的研究功能，專注于藥物發(fā)現(xiàn)過程，以及我們在結(jié)構(gòu)生物學中使用的技術(shù)，”他說。

這包括將員工的時間用于發(fā)現(xiàn)。“我對公司的看法是，所有資深人士最終都應該將15%的時間用于智力追求，”他說。

捕獲蛋白質(zhì)

HarkerBIO的科學家必須首先獲得目標蛋白質(zhì)的樣本。這是通過將培養(yǎng)的細胞(細菌，酵母，昆蟲或人類細胞)制成產(chǎn)生目的蛋白質(zhì)的小工廠來實現(xiàn)的。然后從細胞提取物中純化蛋白質(zhì)并結(jié)晶。典型的蛋白質(zhì)晶體長度小于十分之一毫米，肉眼看不見。這些微小的蛋白質(zhì)晶體必須在顯微鏡下用手從生長溶液中撈出，并在液氮中快速冷凍。

“嘗試結(jié)晶蛋白質(zhì)是非常非常困難的。蛋白質(zhì)具有不規(guī)則和松軟的形狀，如泰迪熊”Evdokimov說。“想象一下，堆成幾百個毛絨絨的熊 - 你只是得到一個不規(guī)則的堆，而不是像水晶一樣的規(guī)則陣列 - 這就是蛋白質(zhì)分子必須發(fā)生的事情，以便我們研究它們。”

一旦蛋白質(zhì)成功結(jié)晶，就會被送到政府擁有的同步加速器設施：一個直徑為3英里的環(huán)路，電子在真空中爆炸，產(chǎn)生一個聚焦在晶體上的超亮X射線束。X射線被晶體衍射，形成斑點圖案，可以在數(shù)學上將其解釋為蛋白質(zhì)分子的精確原子結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)工作的成本從數(shù)千美元到數(shù)十萬美元不等，取決于蛋白質(zhì)的復雜程度。還有其他公司做類似的工作，但Evdokimov說HarkerBIO的成功率非常高，這是公司所希望的。

亮閃閃的星星

“HarkerBIO是我們閃亮的明星之一，”UB紐約州生物信息學和生命科學卓越中心的業(yè)務發(fā)展主管Kim Grant說。“他們削減了藥物開發(fā)研究的成本。”

HarkerBIO的企業(yè)發(fā)展官Laura Sailor表示，該公司正在為自己贏得一席之地。

“我們在兩個海岸，大型制藥公司，生物技術(shù)公司和虛擬公司都得到了認可，”她說。“盡早在先行發(fā)現(xiàn)計劃中增加結(jié)構(gòu)生物學將加快你的時間安排并減少失敗。”

“我們的優(yōu)勢在于我們了解結(jié)構(gòu)，從而發(fā)揮作用。正是功能的喪失或獲得可導致疾病，”Sailor補充道。“我們?yōu)樵O計藥物或行動機制出售洞察力，結(jié)構(gòu)性洞察力。”

“我們只做結(jié)構(gòu)。我們是結(jié)構(gòu)人。”