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公爵队识别涉及细胞信号传导的新“大复合体”

公共卫生领导的研究人员发现了关于细胞信号传导机制的新信息,有一天可以帮助指导更具体的药物治疗的发展。

多年来,成熟的科学详细介绍了细胞在从激素,神经递质甚至药物接受化学信号后如何改变功能的复杂性。 

已知细胞外的受体启动信号传导过程,其发出触发事件级联事件的蛋白质,导致所需的反应,其次是允许细胞回到基线的脱敏机制。

然而,近年来,该过程显示出似乎违背基本假设的额外复杂性,特别是在这些信号在单元内如何以及何处发生的地方。

现在,公爵医学博士罗伯特·莱夫科维茨(Robert Lefkowitz)领导的杜克健康研究人员表示,他们似乎已经解决了这个谜。Lefkowitz,杜克大学医学教授James B. Duke和霍华德休斯医学研究所研究员,分享了2012年诺贝尔化学奖,用于描述细胞信号分子,并为β细胞阻滞剂和抗组胺药物治疗如何使用它们定义基础科学优点。

在8月4日在“ Cell ”杂志上发表的一项研究中,Lefkowitz以及联合主编作者Alex RB Thomsen和Thomas J. Cahill III及其同事描述了一类称为G的细胞表面受体的新范例蛋白偶联受体(GPCR)激活细胞的信号传导机制。

通常,已知位于细胞内的GPCR位于细胞内激活G蛋白,这是将信号从外部信号传输到细胞内部的分子开关,告诉细胞如何发挥作用。

激活过程之后脱敏,由称为β-阻滞蛋白的蛋白质引导,其结合受体,阻断G蛋白的进一步活化并将受体以称为内化或内吞作用的过程拉至细胞内。这两个过程的最终结果是使受体信号沉默,使细胞功能恢复到现状。

然而近年来,科学家们了解到,即使在β受体阻滞剂被部署之后,一些GPCR也继续向G蛋白发出信号,并且这些受体被称为内体细胞。这些意见挑战了已知的方案。

Lefkowitz团队 - 使用各种生物化学,生物物理和基于细胞的方法 - 描述了以前未知的超结构受体的存在,功能和结构,他们称之为“大丛”。

这些大胶束与受体和β-抑制蛋白的典型偶联不同,通过其核心区域与G蛋白同时通过具有β-抑制蛋白的尾区结合。由于β-抑制蛋白仅与受体尾相互作用,所以受体的整个内表面被暴露,使得受体能够保持活化G蛋白。

Lefkowitz说:“形成这样的大型聚合物解释了G蛋白如何在GPCR内部化之后继续发送信号。“这打开了一个全新的可能性世界,尚未被探索到操纵来自细胞外部和内部的信号的二重性,以获得治疗益处。”

共同主要作者汤姆森说,一些以前的研究表明,当G蛋白信号传导从不同的细胞区室发生时,细胞反应不同。

Thomsen说:“因此,未来开发的药物如果能够调节特定区域的信号通路,可能能够更好地治疗某些疾病,同时具有较少的副作用。他补充说,这样的研究还处于起步阶段,临床应用已经有几年了。

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