0
2414
Газета Наука Интернет-версия

24.10.2012 00:00:00

Сигналы, которые нас формируют

Тэги: химия, нобелевская премия


химия, нобелевская премия Интроверт и нобелевский лауреат Брайан Кобылка.
Фото Reuters

Нобелевская премия по химии присуждена за работы по исследованию семиспиральных трансмембранных рецепторов (сопряженных с G-белком), обеспечивающих передачу сигналов к клеткам и их ответ на внешние раздражители.

Исследования молекулярных биологов американцев Роберта Лефковица из Школы медицины при Стэнфордском университете в Калифорнии и Брайана Кобылки из Медицинского центра Университета Дьюка в Дареме (штат Северная Каролина) посвящены уникальным молекулам, которым мы обязаны своими ощущениями и способностью реагировать на внешний мир.

Речь идет об активаторах внутриклеточных путей передачи сигнала, обнаруженных у эукариот – дрожжей, растений и животных. GPCR (G-protein-coupled receptors) позволяют распознавать и передавать внутрь клетки такие разнообразные сигналы, как всплеск адреналина, запах духов, вкус пищи, выделение нейромедиаторов в головном мозге, вспышки света, и информацию о борьбе с инфекциями, а по своим размерам варьируют от небольших молекул и пептидов до белков.

Эти рецепторы, считающиеся теперь основой межклеточной сигнализации, служат мишенью по крайней мере для трети всех выпускаемых лекарственных препаратов, и ученые надеются, что по мере дальнейшего изучения их структур и механизмов работы появится возможность создавать все более эффективные средства, которые могли бы включать или выключать нужные сигналы, вызывая заданную последовательность внутриклеточных событий и не нарушая при этом прочие межклеточные процессы.

Роберт Лефковиц в 1960-е годы начал работать с адренокортикотропным гормоном (кортикотропином), который стимулирует выработку адреналина в надпочечниках, однако тогда ему мало чего удалось добиться. С помощью маркировки гормонов радиоактивным йодом Лефковиц сумел лишь понять, какие рецепторы были активированы, привязав их к надпочечникам. В 1980 году он сосредоточил свое внимание уже на клеточных рецепторах, реагирующих на адреналин, и при помощи поступившего в его лабораторию постдока Кобылки ему удалось расшифровать последовательность гена рецептора – небывалый по тем временам подвиг. Во многом так получилось благодаря быстро отмеченному сходству этого гена с родопсином – световым рецептором в сетчатке глаза.

Следующий шаг – определение подробной кристаллограммы рецептора – занял у Кобылки два десятилетия. Белок, как правило, «распутывают» по мере его извлечения из клеточной мембраны, через которую он пропускает свои петли, что делает процесс выделения и получения кристаллограмм необычайно сложным. В 2007 году, однако, группа Кобылки обнародовала структуру рецептора с разрешением около 3,5 ангстрема – этого достаточно, чтобы увидеть, как в этой структуре организованы атомы. А в прошлом году эта же группа показала еще более впечатляющие структуры: рецепторы, застигнутые в ходе выполнения своей задачи, связанные с адреналином на одном своем конце и G-белком – на другом. Эта работа породила настоящий бум исследований в этом направлении – уже установлены структуры около 15 рецепторов и ожидается, что в ближайшие годы публикации на эту тему продолжатся.


Такие тонкие и такие сложные клеточные мембраны.
Схема из Бюллетеня Медицинского института Говарда Хьюза

По отзывам коллег, два нынешних лауреата имеют совершенно разный характер: Кобылка – известный интроверт, а Лефковиц довольно общителен. Гилберт Вассарт, биолог из Свободного университета в Брюсселе, уверен в том, что оба – и Кобылка, и Лефковиц – без сомнения, заслужили свою награду, однако третью часть премии он бы все-таки выделил еще одному участнику экспериментов – Кшиштофу Пальцевски из Западного резервного университета Кейза в Кливленде (штат Огайо), группа которого обнародовала кристаллограмму родопсина в 2000 году.

Два нобелевских лауреата также по-разному распорядились и результатами своей общей работы 1980 года. Кобылка целиком сосредоточился на изучении структур и функций клеточных рецепторов, он основал компанию Conformetrx в Санта-Кларе (штат Калифорния), задачей которой стало исследование биофизическими методами взаимодействий лекарств и рецепторов. А Лефковиц тем временем обратился к изучению процессов активации рецепторов и сумел показать, что GPCR не всегда связаны с G-белками и иногда для передачи сигналов используются другие пути. Компания Trevena, базирующаяся на его работах и имеющая штаб-квартиру в городе Кинг-оф-Праша (штат Пенсильвания), создает препараты, которые стараются избегать побочных эффектов, и самые передовые лекарства такого рода, направленные на лечение острой сердечной недостаточности, находятся сейчас во второй фазе клинических испытаний.

Нужно заметить, что за открытие и изучение самих G-белков (названных так из-за способности гидролизовать гуанозинтрифосфат – богатое энергией соединение, участвующее в биосинтезе белка в клетках) Нобелевская премия была вручена еще в 1994 году (правда, тогда она была не по химии, а по физиологии и медицине). Ее вручили Альфреду Гилмануи Мартину Родбеллу.


Комментарии для элемента не найдены.

Читайте также


Номенклатура следующего хозяина Белого дома будет антикитайской

Номенклатура следующего хозяина Белого дома будет антикитайской

Владимир Скосырев

Проводниками внешней политики, вероятно, станут чиновники, считающие  КНР угрозой для США

0
944
Ни у кого нет полной картины рынка труда. Даже у ЦБ

Ни у кого нет полной картины рынка труда. Даже у ЦБ

Анастасия Башкатова

Центробанк усомнился в данных рекрутинговых компаний

0
1170
Картофель россиянам привезут из дружественных стран

Картофель россиянам привезут из дружественных стран

Ольга Соловьева

Кабмин выделит 30 миллиардов рублей на субсидирование льготных кредитов для аграриев

0
1212
Оправдательных приговоров по-прежнему четверть процента

Оправдательных приговоров по-прежнему четверть процента

Екатерина Трифонова

Обвинительный уклон обусловлен требованием стабильности судебных решений

0
952

Другие новости