Международная команда исследователей во главе с Мэноджкумэром Путэнвиду Университета Карнеги-Меллон обнаружила механизм, которым сигнальные рецепторы перерабатывают, критическая часть в понимании сигнальной функции рецептора. Сочиняя в журнале Cell, команда впервые описывает, как сигнальный рецептор едет назад в клеточную мембрану после того, как это было активировано и усвоено.Сигнальные рецепторы живут на клеточной мембране, ждущей, чтобы быть согласованными к их лиганду примесного белка.
Когда они встречаются, эти два объединяются как замок и ключ, включая и от критических функций в клетке. Многие из этих функций играют роль в здоровье человека и каждое новое открытие о том, как эти сложные рецепторы работа обеспечивают потенциальную терапевтическую цель условий включая сердце, легкое и воспалительное заболевание.
После того, как рецептор и лиганд объединяются, они входят в клетку, упакованную в контейнер, названный пузырьком, поставляющим им еще большему контейнеру в клетке, названной эндосомой. От эндосомы рецепторы могут следовать одним из трех маршрутов: они могут поехать в лизосому и быть ухудшены; поезжайте в Комплекс Гольджи и будьте обработаны; или рецептор может отделиться от его лиганда и переработать назад к клеточной мембране через пальцевидное ответвление, названное трубочкой.
Некоторые рецепторы, как питательные рецепторы, переработаны назад к клеточной мембране очень быстро посредством непрерывного и нерегулируемого процесса, названного оптовой рециркуляцией. В случае сигнальных рецепторов исследователи заметили, что они, казалось, перерабатывали при более медленном уровне и в более отрегулированном образе. Сигнальные рецепторы заняли минуты, чтобы возвратиться к поверхности клеток, указывая, что они не могли бы следовать за тем же оптовым путем как другие классы рецепторов.
«Питательные рецепторы могут быть переработаны очень быстро, не нанося ущерба, но безконтрольная рециркуляция сигнального рецептора может иметь серьезные последствия. Например, несдержанная сигнализация через рецепторы для адреналина была связана с сердечной недостаточностью», сказал Путэнвиду. «Если мы можем управлять, как быстро эти рецепторы едут назад в поверхность и изолируют их в клетке, у нас потенциально был бы новый класс терапевтических целей».
Чтобы начать определять, как сигнальные рецепторы перерабатывают, Puthenveedu и коллеги посмотрели на бета-2 адренергических рецептора (b2AR), рецептор для адреналина и норадреналина. Рецептор является членом семьи G соединенного с белком рецептора (GPCR), группой рецепторов, взаимодействующих с молекулами, ответственными за сотовую связь, такими как нейромедиаторы и гормоны. GPCRs хорошо изучены, потому что они играют центральную роль в химических коммуникационных схемах клеток, которые ответственны за регулирование функций, критически важных по отношению к здоровью, включая схемы, вовлеченные в функцию сердца и легкого, настроение, познание и память, переваривание и воспалительную реакцию.
Puthenveedu и коллеги использовали живую клетку софокусная микроскопия флуоресценции, чтобы маркировать и изображение b2AR и трубочки, которыми это перерабатывает, позволяя им визуализировать то, что происходило после того, как сигнальный рецептор был усвоен. Они нашли, что, в то время как рецепторы все еще перерабатывались через трубочки, во многом как питательные рецепторы, трубочки не были тем же. Эти b2AR трубочки произошли от специализированных областей или областей, на эндосоме, которые были отмечены белковой сетью, содержащей актин.
Эти уникальные области, которые исследователи Карнеги Меллона под названием Стабилизированная Актином зависимая Последовательностью Рециркуляторная Трубочка (УТВЕРЖДАЮТ) области, обеспечили клеточные леса. Поддерживающая способность уловила рецепторы и замедлила выпуск трубочки от эндосомы, поэтому управляя рециркуляцией рецептора. Исследователи полагают, что могли использовать эти области, которые важны для сигнальных рецепторов, которые будут сортированы в адекватный, более медленный рециркуляторный путь, а не более быстрый оптовый рециркуляторный путь, поскольку фармацевтическая продукция предназначается для болезней для того результата сигнализации аномальной клетки.Путэнвиду планирует продолжать изучать рециркуляцию рецептора в других типах рецепторов, включая рецепторы опиоида.
Рецепторы Opiod являются целями нескольких препаратов, которыми часто клинически злоупотребляют. Это исследование могло открыть новую область исследования в исследовании склонности.Примечания:Это исследование финансировалось Национальными Институтами Здоровья.
Среди других авторов этого исследования Рахель Фиштайн Карнеги Меллона; Бенджамин Лоффер, Пол Темкин, Питер Карлтон, Курт Торн, Джек Тонтон, Орайон Д. Вайнер и Марк фон Цаштров из Калифорнийского университета, Сан-Франциско; и Роберт Партон из университета Квинсленда.Источник:Университет Карнеги-Меллон