Белки-«авиадиспетчеры» клетки впервые детально изучены

Белок бета-аррестин, управляющий потоком сигналов через клеточные рецепторы, впервые был изучен с беспрецедентной детализацией с помощью передовых методов микроскопии. Исследование международной команды под руководством профессора Давиде Калебиро из Университета Бирмингема опубликовано в журнале Cell.

Роль бета-аррестина и неожиданное открытие

Бета-аррестин контролирует активность G-белок-сопряженных рецепторов (GPCR) — самой большой группы рецепторов в организме человека, отвечающих за эффекты многих гормонов и нейромедиаторов. На эти рецепторы нацелены 30–40% всех современных лекарств. После активации рецепторов бета-аррестин ослабляет сигнал (процесс десенситизации), но также может опосредовать собственные сигналы.

Новое исследование неожиданно показало, что молекулы бета-аррестина прикрепляются к внешней клеточной мембране, ожидая, когда гормоны или нейромедиаторы свяжутся с рецепторами. Взаимодействия между бета-аррестином и активными рецепторами оказались гораздо более динамичными, чем считалось ранее, что обеспечивает лучший контроль над рецепторными сигналами.

Методология и значение

Ученые использовали инновационную одномолекулярную микроскопию и вычислительные методы, чтобы впервые наблюдать за работой отдельных молекул бета-аррестина в живых клетках. Исследование проводилось в рамках центра COMPARE, объединяющего 36 групп с экспертизой в клеточной биологии, фармакологии рецепторов, биофизике и компьютерных науках.

По словам профессора Калебиро, бета-аррестины действуют как «авиадиспетчеры», чувствуя активацию рецепторов и модулируя поток сигналов. Это открытие может привести к новым методам лечения таких заболеваний, как сердечная недостаточность и диабет, или к созданию более эффективных анальгетиков.

Разработанные методы в будущем могут стать инструментом для скрининга новых лекарств, например, смещенных агонистов опиоидных рецепторов для лечения боли.