Расшифрован важный для эмбрионального развития белок

Фото: open-dubna.ru

Международная группа исследователей, в которую входят учёные из МФТИ Пётр Попов и Всеволод Катрич, расшифровала структуру одного из важнейших рецепторных белков в организме.

Работа проливает свет на эволюцию большой группы подобных рецепторов и открывает перспективы разработки новых лекарственных препаратов, которые ранее зашли в тупик. Статья опубликована в журнале Nature.

Фармакологическая мишень

Объектом интереса международной группы исследователей из Китая, США и России стал трансмембранный домен белка под названием FZD4. Эта молекула играет важную роль в эмбриональном развитии человека, а мутации в её гене связаны с несколькими наследственными заболеваниями.

FZD4 относится к группе рецепторов, ассоциированных с G-белком (GPCR-белки), а конкретнее — к классу F(Frizzled). Это сигнальные молекулы, которые пронизывают клеточную мембрану насквозь и путем изменения своей структуры передают информацию внутрь клетки. Исследование структуры таких белков является очень важной задачей для фармакологии, так как многие из них ассоциированы с различными заболеваниями, а знание структуры позволяет подобрать молекулу, которая потенциально будет обладать лекарственным действием.

Однако получение структур этих рецепторов сопряжено с большими методологическими трудностями. Для выявления расположения атомов методом рентгеновской кристаллографии белок необходимо кристаллизовать и поместить в рентгеновский аппарат. Все это предъявляет серьёзные требования к стабильности белка в процессе длительной пробоподготовки.

Обычно исследователи стабилизируют белки, соединяя их с лигандами — молекулами, связывающими различные участки белка. Лигандами могут быть как те вещества, с которыми белок взаимодействует в организме, так и лекарственные молекулы или специально синтезированные субстанции.

Точный расчёт

Исследователи выбрали для себя довольно сложную задачу. Белок FZD4 относится к GPCR-рецепторам класса F. До того была получена и расшифрована лишь одна структура данного класса — SMO-рецептор.

Чтобы достичь цели, учёным пришлось изменить некоторые аминокислоты в белковой последовательности для повышения стабильности укладки молекулы при пробоподготовке. Этого удалось добиться с использованием программного комплекса CompoMug, разработанного специалистами из МФТИ и Университета Южной Калифорнии.

Всеволод Катрич, визит-профессор МФТИ, рассказывает: «В организме человека насчитывается около 800 различных рецепторов, сопряжённых с G-белком. На сегодняшний день расшифрованы атомарные структуры около 50 рецепторов, большая часть которых относится к классу A. Благодаря нашему методу мы предсказали аминокислотные замены, которые повысили стабильность рецептора FZD4 из класса F, что способствовало получению второй структуры белка из этого класса».

Пётр Попов, научный сотрудник лаборатории структурной биологии рецепторов, сопряжённых с G-белком, МФТИ, поясняет: «Рецепторы GPCR являются мишенью для примерно 30–40% лекарственных препаратов, поэтому структурные исследования этих белков имеют большую научную и прикладную значимость. С использованием машинного обучения мы создали вычислительный метод ( CompoMug ), который позволят предсказать, какие минимальные изменения можно внести в рецептор, чтобы улучшить его стабильность, тем самым способствуя кристаллизации и получению структуры».

При помощи рентгеновской кристаллографии была получена точная структура трансмембранного участка рецептора. Оказалось, что она довольно сильно отличается от аналогичных у рецепторов, не относящихся к классу F. Ключевое отличие, обнаруженное исследователями, заключается в наличии между пронизывающими мембрану спиралями белка очень узкого и длинного гидрофильного кармана. В норме такой карман у белков этой группы есть, но он имеет совершенно другую форму. Именно на него обычно действуют лекарственные препараты к 7-доменным рецепторам других групп. Таким образом, работа учёных показала возможную причину неудач в разработке лекарств.

Получение столь точной структуры рецептора не только откроет дальнейшие перспективы теоретических исследований, но и позволит разработать препараты от связанных с белками Frizzled заболеваний.

Пресс-служба МФТИ

Автор: Татьяна Небольсина

Последние новости Подмосковья по теме:
Расшифрован важный для эмбрионального развития белок

- Долгопрудный
Иллюстрация. Расшифровка белка FZD4. Дизайнер @Lion_on_helium , пресс-служба МФТИ Международная группа исследователей, в которую входят учёные из МФТИ Пётр Попов и Всеволод Катрич,
13:25 10.10.2018 МФТИ
Расшифрован важный для эмбрионального развития белок - OpenDubna.Ru
Расшифрован важный для эмбрионального развития белок - Дубна
Международная группа исследователей, в которую входят учёные из МФТИ Пётр Попов и Всеволод Катрич, расшифровала структуру одного из важнейших рецепторных белков в организме.
03:21 10.10.2018 OpenDubna.Ru
 
По теме
Комплекс дошкольного образовательного учреждения с блоком начальных классов в микрорайоне Изумрудные холмы Красногорска получил разрешение на ввод в эксплуатацию, .
21.10.2018
Азы Интернета. Как научиться видеозвонкам? - OpenDubna.Ru Уже несколько лет подряд компания "Ростелеком" совместно с Пенсионным фондом Российской Федерации совершенствует программу для обучения лиц старшего возраста компьютерной грамотности.
21.10.2018
 
Учащиеся школы в Пушкино поздравили старшее поколение с Днем пожилого человека - Газета Маяк © Николай Ильницкий, Пушкинское информагентство 20 октября, школьники 7 «Г» Пушкинской школы № 9 устроили праздник для своих бабушек и дедушек в рамках проекта «От поколения к поколению»,
20.10.2018
 
В осетинском вузе открыли инфоцентр ОИЯИ - OpenDubna.Ru 12 октября в Северо-Осетинском государственном университете им. К.Л. Хетагурова (СОГУ) в целях международного обмена научным опытом был торжественно открыт Информационный центр Объединенного института ядерных исследований.
20.10.2018
Азы Интернета. Как научиться видеозвонкам? - OpenDubna.Ru Уже несколько лет подряд компания "Ростелеком" совместно с Пенсионным фондом Российской Федерации совершенствует программу для обучения лиц старшего возраста компьютерной грамотности.
21.10.2018 OpenDubna.Ru
Комплекс дошкольного образовательного учреждения с блоком начальных классов в микрорайоне Изумрудные холмы Красногорска получил разрешение на ввод в эксплуатацию, .
21.10.2018 KrasnogorskOnline.Ru
© Николай Ильницкий, Пушкинское информагентство 20 октября, школьники 7 «Г» Пушкинской школы № 9 устроили праздник для своих бабушек и дедушек в рамках проекта «От поколения к поколению»,
20.10.2018 Газета Маяк
В Дмитровском техникуме прошла встреча студентов из числа детей-сирот и детей, оставшихся без попечения родителей, с представителями органов власти.
19.10.2018 Дмитровский вестник
В Дежурную часть Климовского отдела полиции УМВД России по г.о. Подольск поступило заявление от местного жителя о том, что неизвестный украл из грузового автомобиля,
21.10.2018 МВД Московской области
Мотоциклист сбил пешехода и другие ДТП - Копейка За период, с 12 по 19 октября текущего года сотрудниками отдела ГИБДД УМВД России по Сергиево-Посадскому району зарегистрировано 55 ДТП с материальным ущербом, а также одно происшествие, в котором пострадал человек.
20.10.2018 Копейка
Труп неизвестного мужчины без внешних признаков насильственной смерти обнаружили в лесу в подмосковном Пушкино, сообщил РИАМО в субботу представитель пресс-службы ГУ МВД РФ по Московской области.
20.10.2018 Газета Маяк
«Во что вы верите?» спросил люберчанин главного героя фильма «Вечная жизнь Александра Христофорова» - Люберецкая панорама ЛЮБЕРЦЫ. 20 октября. INLUBERTSY.RU. Состоялась пресс-конференция с продюсером, главным героем фильма «Вечная жизнь Александра Христофорова», на которой люберчанин задал интересный вопрос: «Во что вы верите?»,
20.10.2018 Люберецкая панорама
Литературно-музыкальный конкурс «Россия – любовь моя» впервые провели в Пушкино - Газета Маяк © Анна Корнилова, Пушкинское информагентство В детской музыкальной школе № 1 города Пушкино прошел заключительный этап первого литературно-музыкального конкурса «Россия – любовь моя»,
21.10.2018 Газета Маяк
24 октября в 19.00 образцовый коллектив детский фольклорный ансамбль "Топотушки" культурного центра "Архангельское" приглашает на концертно-развлекательную программу "Капустинские вечерки".
21.10.2018 KrasnogorskOnline.Ru
Интересная и насыщенная программа «Покров-Батюшка» ждала весь праздничный день гостей и жителей деревни, которых с самого утра гостеприимно встречали в местном Доме культуры.
19.10.2018 Куйбышевец
Футболисты «Знамя труда» провела зрелищную игру с командой «Велес» уступив сопернику 1 очко - Орехово-Зуевская правда В субботу, 20 октября, на стадионе «Торпедо» в Орехово-Зуеве состоялся футбольный матч между командами «Знамя труда» и «Велес», показав зрелищную игру, наши земляки все же уступили сопернику одно очко,
20.10.2018 Орехово-Зуевская правда
1 - ФК Химки Сегодня вечером в матче 17-го тура Олимп-ФНЛ красно-черные на своем поле принимали «Тюмень».
20.10.2018 ФК Химки
1 - ФК Химки Автор первого гола в матче с «Тюменью» — Камран Алиев — поделился впечатлениями после победного матча: «Для меня этот стадион - родной, можно сказать, я на нем вырос, как футболист,
20.10.2018 ФК Химки
Пятнадцатый мемориальный турнир по боксу памяти мастера спорта СССР Виктора Григорьева открылся в зале единоборств им В. И. Портненко в спорткомплексе «Луч» в Сергиевом Посаде.
20.10.2018 Газета Вперёд
Депутат Моcоблдумы поздравил ореховозуевцев с Днем работников дорожного хозяйства - Орехово-Зуевская правда Уважаемые работники и ветераны дорожного хозяйства, благодаря вашему самоотверженному труду в Московской области создана развитая дорожная сеть, вы прокладываете современные автомобильные магистрали,
21.10.2018 Орехово-Зуевская правда
Подтвердите льготу на "Стрелку" - Газета Вперёд Во избежание блокировки карт «Стрелка» учащегося и учащегося сельской местности необходимо до 20 октября подтвердить право на пользование картой,
20.10.2018 Газета Вперёд
ЛЮБЕРЦЫ. 20 октября. INLUBERTSY.RU. Начиная с июня этого года выполнена работа по «оцифровке», занесению в единую базу данных и ликвидации 36 тысяч ям во дворах на территории населенных пунктов региона,
20.10.2018 Люберецкая панорама
ГИБДД с понедельника зафиксировало 55 серьёзных ДТП.  К сожалению, не обошлось без пострадавших.
19.10.2018 Газета Вперёд