Malaria är endemisk i stora delar av Afrika, Asien och Sydamerika och dödar årligen mer än 400, 000 personer, en majoritet av dem är barn under 5 år, med hundratals miljoner nya infektioner varje år.

Även om artemisininbaserade läkemedelskombinationer finns tillgängliga för att behandla malaria, rapporter från Sydostasien om behandlingsmisslyckanden väcker oro för att läkemedelsresistens sprider sig till Afrika. Lyckligtvis, det finns hopp i horisonten eftersom det finns flera nya läkemedelskandidater mot malaria som genomgår kliniska tester såväl som andra lovande läkemedelsmål som är under utredning.

Ett internationellt forskarlag har för första gången fastställt atomstrukturen hos ett proteinkinas som kallas PKG i Plasmodium-parasiter som orsakar malaria – ett fynd som potentiellt kommer att bidra till att skapa en ny generation av anti-malaria läkemedel och främja grundforskning.

PKG spelar viktiga roller i utvecklingsstadierna av parasitens komplexa livscykel, så att förstå dess struktur är nyckeln till att utveckla malariabekämpande terapier som specifikt riktar sig mot PKG och inte andra mänskliga enzymer, enligt forskaren Dr Charles Calmettes.

"Tills nu, vi hade inte strukturen för PKG från någon organism. Det finns skillnader mellan human PKG och malaria PKG, men hittills är detta den bästa modellen vi har för att förstå däggdjursversionen av proteinet, sa Calmettes, en biträdande professor vid INRS-Institut Armand-Frappier i Quebec.

Potenta första generationens PKG-hämmare har tillverkats som selektivt riktar sig mot parasiten PKG, men inte det humana PKG på grund av en signifikant strukturell skillnad mellan de två enzymerna i den hämmarebindande fickan som avslöjades av kristallografistudier.

Den kanadensiska ljuskällans CMCF-strållinje vid University of Saskatchewan gjorde det möjligt för forskarna att optimera PKG-kristaller och samla in initiala datauppsättningar för projektet.

"Att ha tillgång till den starka röntgenstrålen för att samla in diffraktionsdata och screena proteinkristaller vid CLS var mycket viktigt för att slutföra vårt projekt, " han sa, att lägga till mycket av proteinstrukturen förtydligande gjordes av forskare vid Structural Genomics Consortium vid University of Toronto.

När en infekterad mygga biter en människa, malariaparasiter transporteras snabbt till levern, där de invaderar leverceller (hepatocyter) och förökar sig. Hepatocyterna spricker, släpper ut tiotusentals transformerade parasiter (merozoiter) som invaderar röda blodkroppar. Där förökar merozoiterna ytterligare och spricker blodkropparna - en process som producerar feber, frossa, illamående och andra otäcka effekter av malaria.

En mygga som livnär sig på blodet från en infekterad människa kommer att plocka upp parasiten och överföra sjukdomen till andra människor, som fortsätter den dödliga cykeln.

Tidigare experiment har visat att flera parasitutvecklingsstadier är beroende av PKG, som styr kalciumsignaleringen i cellerna. Kalciumsignaler reglerar cellaktivitet, inklusive den exakta tidpunkten för frisättningen av merozoiterna från blodkroppar, och replikationsprocesserna av parasiter i myggan.

"PKG är ett trevligt läkemedelsmål eftersom du kan rikta in dig på parasitens livscykelstadier som orsakar sjukdomssymptom men också de som överför sjukdomar via myggor och därigenom förhindra att parasiten orsakar sjukdom hos den mänskliga värden. Experiment har visat att när du lägger till en PKG-hämmare till de överförbara stadierna (gametocyter), parasiten kan inte växa i myggan och infektera en ny värd, sa Calmettes.