• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
04.04.2023
ФизТех
286

В МФТИ изучили все «па» рецептора аденозина

4.7

Ученые из Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ исследовали время нахождения аденозинового рецептора в разных состояниях и частоту перехода между формами белка. Биофизики рассмотрели работу молекулярных переключателей с помощью наблюдения за одиночными молекулами. Разработанный учеными метод применим и к другим рецепторам, нарушение работы которых вызывает множество болезней. Знания о частоте и скорости переключения рецепторов между стабильными состояниями помогут в разработке новых лекарств.

В МФТИ изучили все «па» рецептора аденозина / ©Getty images / Автор: Messiena Lucretius

Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Biology. Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации и Российского научного фонда. Клетки человека постоянно реагируют на получаемую от соседних клеток и от окружающей среды информацию. За большую часть реакций на окружение отвечают семиспиральные белки, также называемые GPCR (G-protein-coupled receptors, или рецепторы, сопряженные с G-белком).

Они состоят из семи пронизывающих клеточную мембрану спиралей, один конец которых обращен внутрь клетки, а другой — наружу. Изменение поведения белковых спиралей и вызывает клеточный ответ. Нарушения работы рецепторов могут приводить ко множеству болезней, в том числе аллергии, астме и некоторым психическим заболеваниям. Поэтому такие белки стали мишенями для более чем трети одобренных к использованию лекарств.

GPCR — это сложные молекулярные «переключатели», которые, как правило, имеют не только состояния «on» и «off». Они крайне подвижны и имеют несколько относительно стабильных состояний — конформаций, приводящих к различным клеточным ответам. Переключение GPCR из одного состояния в другое называют конформационной динамикой. Зная, как часто белок принимает определенную форму и насколько долго в ней находится, ученые могут с большей точностью и скоростью подбирать молекулы, которые вызывают необходимый клеточный ответ.

Валентин Борщевский, заместитель директора Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ, в лаборатории / ©Пресс-службы МФТИ

Один из наиболее удобных для исследования GPCR — аденозиновый рецептор, который среди прочего является главной молекулярной мишенью для кофеина. В научной литературе уже собрано много данных о его структуре и функциях, с которыми можно сравнить свои результаты. Биофизики из Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ изучили конформационную динамику аденозинового рецептора с помощью метода FRET (Förster Resonance Energy Transfer, фёрстеровский резонансный перенос энергии).

При таком исследовании находящиеся рядом части рецептора помечаются двумя флуоресцирующими метками, синей и красной, яркость свечения которых сильно зависит от расстояния между ними. При изменении состояния GPCR расстояние между метками изменяется, а вместе с ним и цвет, который создают метки: в более «синих» молекулах метки дальше друг от друга, а в более «красных» — ближе между собой. Наблюдая за изменениями цвета одиночных молекул с помощью сверхчувствительного оптического микроскопа, биофизики проследили переключение белка между несколькими состояниями и измерили времена нахождения белка в них. Данный подход позволил определить, как на конформационную динамику GPCR влияет взаимодействие с активирующими химическими соединениями.

«В этой работе мы не только исследовали динамику аденозинового рецептора, но и продемонстрировали, что метод ее изучения можно применять к GPCR. Ранее не удавалось исследовать семиспиральные белки методом FRET на уровне одиночных меолкул. Данный подход позволяет исследовать белок в условиях, максимально близких к природным, и получать крайне важные данные для понимания взаимодействия белка с активными веществами. Благодаря знаниям о состояниях GPCR можно быстро разрабатывать и тестировать новые лекарства от болезней, вызываемых нарушением работы белков. В частности, рецептор, который мы исследовали в работе, является многообещающей мишенью для лекарств от бессонницы, депрессии и болезни Паркинсона», — рассказывает Валентин Борщевский, заместитель директора Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ.

Авторы построили полную биофизическую модель активации белка, отражающую его функциональную конформационную динамику. Это никогда раньше не делалось на уровне одной молекулы для данного рецептора или другого GPCR. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), известен также как Физтех — ведущий российский вуз по подготовке специалистов в области теоретической, экспериментальной и прикладной физики, математики, информатики, химии, биологии и смежных дисциплин. Расположен в городе Долгопрудном Московской области, отдельные корпуса и факультеты находятся в Жуковском и в Москве.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

Вчера, 07:08
Мария Азарова

Ученые выявили генетическую мутацию, ответственную за напоминающий лакричные конфеты «салмиак» окрас шерсти, который недавно появился у домашних кошек в Финляндии.

Вчера, 14:05
Юлия Трепалина

Американские ветеринары обновили рекомендации по стерилизации собак в зависимости от возраста, породы и пола. В новом исследовании, продолжающем серию предыдущих работ по этому вопросу, к ранее рассмотренным 35 популярным породам добавили еще пять.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

24 мая
Полина Меньшова

Чрезмерный или неконтролируемый просмотр порноконтента, как правило, связан с особенностями психологического и эмоционального состояния человека. Какие именно факторы вызывают потребность в видео «для взрослых», объяснили специалисты из Австралии.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

3 мая
Василий Парфенов

Ледяной покров Антарктики претерпевает значительные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в общем. Но некоторые локальные аномалии объяснить не получается вот уже несколько десятилетий. Одна из них — полынья возвышения Мод, или полынья моря Уэдделла, которая появляется нерегулярно на одном и том же месте. Международная команда океанологов, наконец, смогла разгадать механизмы ее образования.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: