2023 Հեղինակ: Sophia Otis | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-05-21 01:49
Միջազգային թիմը, ներառյալ Վաշինգտոնի համալսարանի գիտնականները, քարտեզագրել է G սպիտակուցով զուգակցված ընկալիչի (GPCR) առաջին բյուրեղային կառուցվածքը, որը սպիտակուցների ընտանիքից մեկն է, որը կարևոր նշանակություն ունի ամեն ինչի համար՝ տեսողության զարգացման համար: մարդու սաղմը, ըստ Science-ի օգոստոսի 4-ի համարում հրապարակված աշխատության:
Սպիտակուցի մոդելը ներկայացված է ամսագրի շապիկին, որը հրապարակվել է Գիտության առաջընթացի ամերիկյան ասոցիացիայի կողմից:
Հատուկ GPCR, որը գիտնականները քարտեզագրել են, ռոդոպսինն է՝ լույսի ընկալիչ սպիտակուց, որը գտնվում է ցանցաթաղանթի ցողունի բջիջների բջիջների մեմբրաններում, որոնք կատարում են տեսողության առաջին քայլը:Այն փոխակերպում է շրջակա միջավայրի ազդանշանը՝ լույսը, կենսաբանական գործողության՝ ուղեղի նյարդային ազդանշանի: Գործընթացը կոչվում է ֆոտոփոխանցում: Սակայն GPCR-ները սրանից ավելին են անում: Դրանք մարդու գենոմում կոդավորված սպիտակուցների ամենամեծ ընտանիքներից են, որոնք ներկայացնում են գենոմի մոտավորապես 3 տոկոսը:
Այս մոդելի վրա հիմնված աշխատանքը «պետք է ունենա հեռահար հետևանքներ», գրում են Հենրի Ռ. Բորնը և Սան Ֆրանցիսկոյի Կալիֆորնիայի համալսարանի Էլեյն Ք. Մենգը թերթին կից հոդվածում: «Ձեռք բերված նոր պատկերացումները կօգնեն մեզ հասկանալ, թե ինչպես են GPCR-ները փոխակերպում ազդանշանները, որոնք կարգավորում են սաղմի զարգացումը և վերահսկում սիրտը, արյան անոթները, ուղեղի սինապտիկ երթևեկությունը և, իրոք, գրեթե յուրաքանչյուր էուկարիոտ բջիջի գործառույթները»:
Թեև գենոմները վերջին շրջանում իրավացիորեն մեծ ուշադրության են արժանանում, սպիտակուցները, որոնք արտադրում են գենոմները, իրականում գործում են բջջի ներսում: Օրինակ, GPCR-ները ներգրավված են լեզվում հայտնաբերված ընկալիչների մեջ, որոնք պատասխանատու են համի համար, և քթի մեջ, որոնք պատասխանատու են հոտերի հայտնաբերման համար:Այլ GPCR-ները ներգրավված են սրտի զարկերի կարգավորման մեջ: Նրանք նույնիսկ հայտնաբերված են ուղեղում, օփիատային ընկալիչների մեջ, որոնք կապում են ինչ-որ մեկին թմրամոլության կյանքին: Այլ կերպ ասած, GPCR-ները մասնակցում են գրեթե բոլոր ֆիզիոլոգիական գործընթացներին: «Քանի որ հիմքում ընկած կառուցվածքը նման է, այս G սպիտակուցով զուգակցված ընկալիչներից մեկի հասկանալը կարևոր է բոլորը հասկանալու համար: Այս առաջին կառուցվածքը տրամադրում է հաշվողական մոդելներ, որոնք ապագա փորձերում մեզ կառաջնորդեն վերծանելու, թե ինչպես են աշխատում այդ մյուս ընկալիչները», - ասվում է հոդվածում: առաջատար հեղինակ, դոկտոր Քշիստոֆ Պալչևսկին, Վաշինգտոնի համալսարանի բժշկական դպրոցի ակնաբուժության եպիսկոպոս պրոֆեսոր: Բժիշկ Տեցուջի Օկադան՝ Պալչևսկու լաբորատորիայի հետդոկտորանտ, նախաձեռնել է նախագիծը՝ աշխատելով մթության մեջ՝ բյուրեղացնելու սպիտակուցը տավարի ձողիկների բջիջներից: Աշխատանքը պետք է կատարվեր մթության մեջ, քանի որ եթե սպիտակուցը ենթարկվեր լույսի, այն կփոխվեր, ճիշտ այնպես, ինչպես դա տեղի է ունենում մարդու աչքում լույսի ազդեցության տակ:
Այս նախագծի մյուս քննադատական համագործակցողները ներառում են Dr. Ռոնալդ Է. Ստենկամպ, UW կենսաբանական կառուցվածքի դոցենտ և դոկտոր Մասաշի Միյանոն Ռիկեն Հարիմայի ինստիտուտի Կառուցվածքային կենսաֆիզիկայի լաբորատորիայից, Ռիկեն, Ճապոնիա: Ե՛վ հետազոտողները, և՛ նրանց լաբորատորիաները ներգրավված են եղել 50 գիգաբայթ տվյալների տեսակավորման մեջ՝ բյուրեղի կառուցվածքում 348 ամինաթթուների դիրքը գծագրելու համար:
Հոդվածի վերնագիրն է «Ռոդոպսինի բյուրեղային կառուցվածքը. G սպիտակուցի հետ կապված ընկալիչ»: Բացի Պալչևսկուց, Ստենկամպից, Օկադայից և Միյանոյից, հեղինակների թվում են Տակաշի Կումասական, Տեցույա Հորին, Հիրոյուկի Մոտոշիման, Մասակի Յամամոտոն (բոլորը Ռիկենի ինստիտուտից) և Քրեյգ Ա. Բենկեն, Բրայան Ա. Ֆոքսը, Իզոլդա Լը Տրոնգը և Դեյվիդ Ք. (բոլորը UW Biomolecular Structure Center):
Սպիտակուցի կառուցվածքի ըմբռնումը պետք է օգնի գիտնականներին, ովքեր փորձում են դեղաբանական բուժում մշակել բազմաթիվ խանգարումների համար՝ սկսած տեսողության խնդիրներից մինչև թմրամոլություն և դեպրեսիա, ասում է Պալչևսկին: Օրինակ, հայտնի GPCR-ից մեկը սերոտոնինին արձագանքող ընկալիչ է, որը, ըստ երևույթին, էական դեր է խաղում տրամադրության վրա:
GPCR-ները շատ պայմանների համար դեղաբանական միջամտությունների հիմնական թիրախներից են: Թերթի հեղինակները հուսով են, որ GPCR-ների մասին կառուցվածքային տեղեկատվությունը կարող է հանգեցնել դեղամիջոցների նախագծման զգալի առաջընթացի, գուցե ավելի լավ մատնանշելով լիգանները, որոնք կարող են արգելափակել կամ արագացնել բջիջների գործառույթը: Բացի այն, որ ռոդոպսինը քարտեզագրված առաջին GPCR-ն է, այժմ այն 10 մեմբրանի սպիտակուցներից մեկն է, որոնք նման մանրամասնությամբ քարտեզագրվել են: Դա պայմանավորված է նրանով, որ թաղանթային սպիտակուցները հեշտությամբ չեն բյուրեղանում: Մինչ այժմ վերլուծված սպիտակուցների մեծ մասը լուծելի է և գտնվում է թաղանթի ներսում:
