Ученые раскрыли молекулярные механизмы распознавания сигналов в системе нейропептида Y

Между триллионами клеток человеческого тела постоянно происходит коммуникация. Ключевую роль в этом процессе играют рецепторные белки на поверхности клеток, которые часто служат мишенями для лекарств.

Семейство рецепторов NPY и их функции

Семейство нейропептида Y (NPY) включает три родственных пептидных лиганда: NPY, PP и PYY, выполняющих разные функции в организме, особенно в мозге. Они связываются с четырьмя разными рецепторами (Y1R, Y2R, Y4R, Y5R). Например:

  • NPY в связке с Y1R сигнализирует о голоде.
  • PP, связанный с Y4R, передает сигнал насыщения.

Эти рецепторы также важны для терапии рака. Высокое количество Y1R характерно для клеток рака молочной железы, что позволяет использовать селективные варианты NPY для доставки лекарств. Здоровая ткань груди содержит в основном Y2R, который нужно обойти, чтобы не повредить ее.

Молекулярные структуры и механизмы связывания

Международная группа ученых из Лейпцигского университета (CRC 1423), Ханчжоуского института перспективных исследований и Китайской академии наук определила высокоразрешенные структуры для трех родственных сигнальных комплексов семейства рецепторов NPY, встречающихся в организме естественным образом.

  • Структуры были визуализированы с помощью криогенной электронной микроскопии.
  • Биохимические исследования выявили ключевые области в пептидах и рецепторах, ответственные за связывание.

Новые открытия и перспективы

Исследования показали, что пептиды используют разные «пути стыковки» с рецепторами, что может приводить к различным сигналам внутри клетки. Важную роль также играет гибкость и подвижность комплексов в определенных областях.

«Часть гибкости пептида и рецептора сохраняется даже в связанном состоянии. Причины и последствия этого, а также другие факторы, влияющие на распознавание, сейчас изучаются в рамках CRC 1423», — говорит профессор Аннетт Бек-Зикингер.

Результаты работы, основанные на более чем десятилетнем сотрудничестве, опубликованы в журнале Science Advances и открывают новые возможности для разработки целенаправленных лекарственных средств.