Новости химической науки > Нобелевская Премия по химии 2012 года

Наше тело может выполнять свои задачи, да и просто поддерживать свою жизнеспособность за счет прекрасно организованного взаимодействия между миллиардами образующих его клеток. Каждая из отдельных клеток обладает крошечными рецепторами, позволяющими ей чувствовать условия окружающей среды и адаптироваться к изменениям в ней.

Лауреатами Нобелевской Премии по химии 2012 года стали Роберт Лефковиц (Robert Lefkowitz) и Брайан Кобылка (Brian Kobilka) за пионерские открытия, позволяющие определить механизмы работы одного существенного класса таких рецепторов – рецепторов, сопряженных с G-белками.

Роберт Лефковиц (Фотография с официального сайта Нобелевского Комитета)

Длительное время оставалось загадкой то, как клетки могут чувствовать свое окружение. Исследователям было известно, что гормоны оказывают существенное влияние на организм. Например, адреналин способствует увеличению давления крови и ускорению сокращений сердечной мышцы. Предполагалось, что на поверхности клеток располагаются определенные мишени-рецепторы, способные реагировать с гормонами, однако природа этих рецепторов и механизм их действия оставался покрыт тайной большую половину ХХ века.

Брайан Кобылка (Фотография с официального сайта Нобелевского Комитета)

В 1968 году Лефковиц начал работу по слежению за клеточными рецепторами с помощью введения радиоактивных меток. Он получал гормоны с введенным в них радиоактивным нуклидом йода и, регистрируя излучение, смог найти ряд рецепторов, в том числе и рецептор адреналина – β- адренергический рецептор. Исследователи из его группы смоли выделить рецептор из его убежища в клеточной мембране и выяснить самые основы механизма его действия.

Следующий важный шаг был сделан исследователями в 1980 году. Тогда новичок в группе Лефковица – Кобылка начал изучение гена, кодирующего синтез β- адренергического рецептора и достиг успеха. Анализ гена показал определенную схожесть рецептора с одним из рецепторов глаза, на основе чего был сделан вывод о структурном соответствии целого класса рецепторов, имеющих близкое строение и функционирующих по близкому механизму.

Активация β- адренергического рецептора. (Рисунок: © Nature)

В настоящее время это семейство рецепторов получило название «рецепторы, сопряженные с G-белками». Экспрессию таких рецепторов кодируют тысячи различных генов; к этим рецепторам помимо упомянутых относятся обонятельные рецепторы, рецепторы, распознающие допамин, серотонин и гистамин. Механизм действия огромного количества современных лекарственных препаратов так или иначе связан со взаимодействием с рецепторами, сопряженными с G-белками.

Исследования Лефковица и Кобылки являются ключевыми для понимания механизма действия рецепторов, сопряженных с G-белками. Более того, в 2011 году Кобылка добился еще одного прорыва в молекулярной биологии – исследователям из его группы удалось «заснять» рецептор в действии – они зафиксировали, как β- адренергический рецептор активируется гормоном и передает сигналы в клетку.

Источник: Пресс-релиз Нобелевского Комитета о присуждении Нобелевской Премии по химии 2012 года