Investigadores de la Universidad de Michigan, la Universidad de Stanford y la compañía de biotecnología ConfometRx han capturado las primeras instantáneas de microscopía crioelectrónica de un receptor celular clave en acción.
Los hallazgos, que se publicaron en línea el 24 de mayo en la revista Naturaleza , revelar nueva información sobre el funcionamiento de los receptores acoplados a proteínas G, que son intermediarios para mensajes moleculares relacionados con casi todas las funciones dentro del cuerpo humano.
Los receptores acoplados a la proteína G, a menudo abreviados como GPCR, residen en la membrana de las células, donde detectan señales desde el exterior de la célula y las transmiten al interior para que actúen sobre ellas. Responden a señales que incluyen información sensorial como la luz,gusto y olfato, así como a hormonas y neurotransmisores.
Las nuevas imágenes de resolución casi atómica proporcionan una visión increíblemente detallada de cómo estos importantes receptores se unen y transmiten señales de las hormonas peptídicas.
El equipo reveló cómo la hormona GLP-1 péptido similar al glucagón-1 se une a su receptor en el exterior de una célula, y cómo esto provoca cambios en la disposición de la parte que se extiende hacia la célula, que luego se activay activa la proteína G.
GLP-1 juega un papel importante en la regulación de la secreción de insulina, el metabolismo de los carbohidratos y el apetito. Se une a la familia B de receptores acoplados a proteínas G, aunque la información sobre sus interacciones precisas hasta ahora ha sido limitada por la falta de imágenes del complejoen acción.
"Es difícil exagerar la importancia de los receptores acoplados a la proteína G", dijo Georgios Skiniotis, investigador del Instituto de Ciencias de la Vida de la UM y Escuela de Medicina, y autor principal del estudio. "Los GPCR son el objetivo de aproximadamente la mitad de todosmedicamentos y obtener dichas estructuras mediante microscopía crioelectrónica serán cruciales para futuros esfuerzos de descubrimiento de medicamentos. El receptor GLP-1 es un objetivo importante de los medicamentos para la diabetes tipo 2 y la obesidad ".
El tamaño y la fragilidad de los complejos GPCR los han hecho notablemente difíciles de capturar utilizando el estándar de oro de imagen de larga data: la cristalografía de rayos X. Tomó Brian Kobilka, profesor de fisiología molecular y celular en la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford y un seniorcolaborador en el papel, muchos años para obtener el primero, lo que llevó al Premio Nobel de Kobilka en 2012.
El estudio actual se realizó utilizando una microscopía crioelectrónica, o crio-EM. Cryo-EM es una tecnología de imagen en evolución y de vanguardia que consiste en congelar proteínas en una capa delgada de solución y luego hacer rebotar electrones para revelarlas.su forma. Debido a que las proteínas congeladas están orientadas en todas las direcciones, el software de la computadora puede luego combinar las miles de instantáneas individuales en una imagen tridimensional con una resolución casi atómica.
Los avances en cryo-EM ahora permiten capturar complejos de proteínas con una resolución similar a la cristalografía de rayos X, sin tener que forzar a las proteínas a cristales limpios y ordenados, lo que limita la variedad de arreglos e interacciones posibles.
"Usando cryo-EM, también podemos descubrir más información sobre cómo los GPCR se flexionan y se mueven", dijo Yan Zhang, investigador postdoctoral en el laboratorio de Skiniotis y coautor del artículo ". Y podemos observar cambios funcionales".en complejos que son difíciles, si no imposibles, de cristalizar "
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Materiales proporcionado por Universidad de Michigan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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