团队识别出涉及细胞信号传导的新巨型复杂

Duke Health领导的研究人员发现了有关细胞信号机制的新信息，这些信息有朝一日可能有助于指导更具体的药物疗法的开发。多年来，完善的科学详细阐述了细胞在接受激素，神经递质甚至药物的化学信号后如何改变功能的复杂性。已知细胞外部的受体启动信号传导过程，该过程警告蛋白质触发导致所需响应的级联事件，然后是允许细胞返回基线的脱敏机制。然而，近年来，该过程显示出额外的复杂性，似乎违背了基本假设，特别是在细胞内如何以及在何处产生这些信号。

现在由医学博士Robert Lefkowitz领导的Duke Health的研究人员报告说，他们似乎已经解决了这个谜团。Duke的James B. Duke医学教授和霍华德休斯医学研究所的Lefkowitz分享了2012年诺贝尔化学奖，描述了细胞信号分子并定义了β受体阻滞剂和抗组胺药等治疗如何使用它们的基础科学。优点。

在8月4日在线发表于Cell杂志上的一项研究中，Lefkowitz与共同主要作者Alex RB Thomsen和Thomas J. Cahill III及其同事一起描述了一种称为G蛋白的一类细胞表面受体的新范例 - 偶联受体(GPCR)激活细胞的信号传导机制。

经典地，众所周知，位于细胞内质膜上的GPCR激活G蛋白，G蛋白是将信号从外部信号传递到细胞内部的分子开关，告诉细胞如何发挥作用。

激活过程之后是脱敏，由称为β-抑制蛋白的蛋白质引导，其与受体结合，阻断G蛋白的进一步活化并在称为内化或胞吞作用的过程中将受体拉到细胞内部。这两个过程的最终结果是使受体信号沉默，使细胞功能恢复原状。

然而，近年来，科学家们了解到，即使在β-arrestin部署后，一些GPCR仍继续向G蛋白发出信号，并且这些受体被内化在称为内体的细胞区室中。这些观察对已知方案提出了挑战。

Lefkowitz团队 - 使用各种生物化学，生物物理学和基于细胞的方法 - 描述了先前未知的受体超结构的存在，功能和结构，他们称之为“巨型plex”。

这些巨型Plex不同于受体和β-抑制蛋白的典型偶联，通过其核心区域与G蛋白同时结合并通过具有β-抑制蛋白的尾区结合。由于β-抑制蛋白仅与受体尾部相互作用，因此受体的整个内表面被暴露，使受体能够继续激活G蛋白。

“这种巨型Plex的形成解释了G蛋白在被GPCR内化后如何继续发送信号，”Lefkowitz说。“这开启了一个尚未开发的可能性的全世界，以操纵来自细胞外部和内部的信号传递的双重性，以获得治疗益处。”

共同主要作者Thomsen说，之前的一些研究表明，当G蛋白信号从不同的细胞区室发生时，细胞的反应不同。“因此，未来开发的药物如果能够调节特定区域的信号传导，可能能够更好地治疗某些疾病，同时副作用更少，”Thomsen说。他补充说，此类研究还处于起步阶段，临床应用还需要数年时间。