اساس مولکولی بینایی فاش شد.

 

این یافته ها نشان می دهد که چگونه سیگنال های فوتون (ذرات نور) در چشم تقویت می شوند. مهمتر از همه، این مطالعه بینشی می دهد که چگونه بزرگترین خانواده پروتئین های غشای سلولی - گیرنده های همراه پروتئین G (GPCR) - در انسان کار می کنند.

 

یانگ گائو، نویسنده همکار مقاله و پژوهشگر فوق دکترا در آزمایشگاه ریچارد سیریون، استاد شیمی و زیست شناسی شیمیایی گلدوین اسمیت و نویسنده همکار ارشد گفت: "آنها تقریباً در تمام فرآیندهای بیولوژیکی بدن انسان دخیل هستند - چگونگی درک نور، طعم، بو، یا چگونگی تنظیم ضربان قلب یا عضلات منقبض شده". آنها بیش از 30٪ داروهایی هستند که امروز مورد استفاده قرار می گیرد. "

 

 

 

بیش از 800 GPCR در انسان وجود دارد که از طریق حدود 20 پروتئین مختلف G سیگنال می کنند. GPCR وظیفه سنجش طیف گسترده ای از سیگنال های خارجی - مانند هورمون ها، نور و حس بو و طعم را دارند - و پاسخ های مربوطه را در داخل سلول ایجاد می کنند. در دید مهره داران، رودپسین GPCR قادر است سیگنال را تنها از یک فوتون تشخیص دهد و از طریق فعال شدن پروتئین G ترانسدوسین و اثرات پایین دست، آن را 100000 بار تقویت کند.

 

محققان از میکروسکوپ کریو الکترون برای به دست آوردن ساختارهای با وضوح اتمی مجموعه رودپسین-ترانسوسین استفاده کردند. ساختارها نه تنها مبنای مولکولی دید مهره داران را فراهم می کنند، بلکه یک مکانیسم قبلاً ناشناخته را نیز در مورد چگونگی فعال کردن پروتئین های GPCR به طور کلی نشان می دهند.

 

 سکار راماچاندران، نویسنده همکار اول، پژوهشگر ارشد آزمایشگاه سیریون گفت: "آنچه ما از این ساختارها در سطح اتمی آموخته ایم ممکن است به طور گسترده ای برای سایر سیستم های سیگنالینگ GPCR قابل استفاده باشد."

 

محققان با آموختن اطلاعات بیشتر در مورد چگونگی اتصال گیرنده های مختلف به طور خاص با پروتئین های مختلف G، می توانند درمورد طراحی داروهایی که بطور خاص سیگنالینگ GPCR را تنظیم می کنند، بینشی کسب کنند. یانگ گفت، بسیاری از عوارض دارویی هنگامی رخ می دهد که روش های درمانی به اندازه کافی خاص نباشد و مسیرهای مضر و مفید را هدف قرار دهد.

 

منبع:

Yang Gao, Hongli Hu, Sekar Ramachandran, Jon W. Erickson, Richard A. Cerione, Georgios Skiniotis. Structures of the Rhodopsin-Transducin Complex: Insights into G-Protein Activation. Molecular Cell, 2019; 75 (4): 781 DOI: 10.1016/j.molcel.2019.06.007