14.02.2019
ФизТех

Второй каннабиноидный рецептор выдал свою структуру

Китайская научная группа вместе с российскими и американскими учеными получила кристаллографическую структуру второго каннабиноидного рецептора. Эти знания помогут разработать лекарства против воспалительных, нейродегенеративных и других заболеваний.

Второй каннабиноидный рецептор выдал свою структуру / ©Пресс-служба МФТИ

Авторы статьи, опубликованной в журнале Cell, приводят сравнение первого и второго рецепторов и делают вывод, что эти рецепторы — «инь и ян» каннабиноидной системы человека.Лечение вслепую

Каннабиноидные рецепторы являются ключевой частью сигнальной системы человеческого организма, называемой эндоканнабиноидной системой. Они регулируют ряд процессов в организме, таких как обмен веществ, восприятие боли, активность нейронов, иммунные функции и так далее.

Показано, что, воздействуя на эти рецепторы, можно облегчать некоторые патологические состояния, например хроническую боль.

На сегодня известны два каннабиноидных рецептора — первого типа, СВ1, и второго типа, СВ2. Первый больше всего встречается в нервной системе, он отвечает за психоактивные эффекты, а второй тип преимущественно находится в иммунной системе.

Исследования показывают, что СВ2 является привлекательной терапевтической целью для иммуномодуляции, лечения воспалительной и нейропатической боли, нейровоспаления и нейродегенеративных заболеваний.

Также было показано, что блокаторы СВ2 могут замедлять рост опухоли. Чтобы эффективно воздействовать на патологические состояния, надо разрабатывать такие лекарства, которые будут точечно воздействовать на один рецептор и не действовать на второй или наоборот.

Однако здесь возникают сложности, потому что эти рецепторы очень похожи: аминокислотные последовательности, кодирующие СВ1 и СВ2, совпадают на 44%.

Чтобы разработать точечное «оружие», полезно знать, как устроены обе мишени. Структура рецептора первого типа уже была получена, но вторая до настоящей поры была неизвестна.Кристаллизовать и увидеть

Чтобы рассмотреть форму одной-единственной молекулы, из нее, точнее из множества таких молекул, как из кирпичиков, делают кристалл — высоко упорядоченный комплекс, который можно просветить рентгеновскими лучами и узнать структуру «кирпичика».

Второй каннабиноидный рецептор выдал свою структуру
Рисунок 1. Кристалл СВ2 / Источник: Xiaoting Li et al., Cell, пресс-служба МФТИ

Такой кристалл и сделали ученые из каннабиноидного рецептора второго типа, связанного с потенциальным лекарством, которое блокирует этот рецептор. Благодаря связке с лекарством, можно увидеть не только структуру, но и то, как именно эта структура связывается с веществом.

Однако рецепторы нестабильны, поэтому, чтобы их изучать, используют генную инженерию — в частности, вносят мутации. Мутации должны делать белок стабильным, но не изменять его структуру и/или функцию.

Всеволод Катрич, визит-профессор МФТИ, и Петр Попов из лаборатории структурной биологии рецепторов, сопряженных с G-белком, МФТИ, разработали программный комплекс CompoMug, который занимается вычислительным предсказанием таких мутаций.

Затем предсказанные мутации проверяются на практике. В итоге каннабиноидный рецептор СВ2 получил пять мутаций на основе полученных в результате расчетов.Между первым и вторым

Ученые сравнили структуру двух каннабиноидных рецепторов и пришли к выводу, что вещества, которые возбуждают один рецептор, могут ослаблять или блокировать второй — и наоборот. Таким образом, можно разработать лекарства, которые будут влиять не только на один рецептор, но и на оба, только разным способом.

Второй каннабиноидный рецептор выдал свою структуру
Рисунок 2. Состояния, которые можно изменить с помощью активации или блокирования СВ1 или СВ2 по отдельности / Источник: Xiaoting Li et al., Cell, пресс-служба МФТИ

Петр Попов, научный сотрудник лаборатории структурной биологии рецепторов, сопряженных с G-белком, МФТИ, поясняет: «Каждая новая структура рецептора, сопряженного с G-белком, открывает возможности для рациональной разработки более эффективных лекарственных препаратов.

Теперь, когда известны молекулярные структуры каннабиноидных рецепторов обоих типов, можно проектировать как селективные соединения, направленные только на один из двух рецепторов, так и лекарственные препараты с желаемым полифармакологическим профилем, нацеленные на оба одновременно».

Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.

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.
Позавчера, 09:23
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

Позавчера, 12:49
Алиса Гаджиева

У погибшего почти 70 миллионов лет назад хищника была трудная жизнь: помимо обычного набора проблем, таких как схватки с сородичами, он страдал от зубной боли.

Вчера, 15:24
Мария Осетрова

Две международные исследовательские группы опубликовали в журнале Science новые методы детекции инфракрасного света: для этого обе группы предлагают сначала сместить спектр излучения в видимую область. Это позволит разработать недорогие способы обнаружения загрязнений, отслеживания раковых заболеваний, проверки газовых смесей и дистанционного зондирования внешней Вселенной.

Позавчера, 09:23
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

2 декабря
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

1 декабря
Мария Азарова

Более низкие уровни интерлейкина-6 — маркера системного воспаления — выявили у людей, которые считали, что готовы предоставлять больше поддержки окружающим, чем получать взамен.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

Позавчера, 09:23
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

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: