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
7 декабря прошла защита итоговых аттестационных работ слушателей двух потоков программы профессиональной переподготовки «Проектная деятельность в органах государственной власти и органах местного самоуправления»,
10.12.2018
Общение боевых офицеров со школьниками в Старогородковской коррекционной школе-интернате имени А.В. Фурагиной - Новые рубежи Подарки и зрелищные творческие сюрпризы приготовили для ребят представители Благотворительного фонда "Порубежье", которые сегодня стали гостями Старогородковской коррекционной школы-интерната имени А.В.
10.12.2018
 
Учащиеся МОУ гимназии №7 приняли участие в фестивале детского творчества «Капелька неба». - Администрация г. Лыткарино          Учащиеся  МОУ гимназии № 7 и их педагоги Кузина Наталья Константиновна,Лищенко Натаван Алиевна,Сухова Надежда Николаевна  приняли участие в фестивале детского творчества «Капелька неба»,который был организован б
10.12.2018
С 3 по 9 декабря 2018 г. В МОУ гимназии №7 прошла Всероссийская акция «Урок Цифры», - Администрация г. Лыткарино С  3 по 9 декабря 2018 г. в МОУ гимназии №7 прошла Всероссийская акция «Урок Цифры»,  организаторами которой стали Министерство просвещения российской Федерации, Министерство цифрового развития,
10.12.2018
 
Круглый стол - Серебряно-Прудский вестник На базе Муниципального дошкольного образовательного учреждения «Детский сад комбинированного вида № 5 «Журавушка» г.о.
10.12.2018 Серебряно-Прудский вестник
Если ещё три-четыре десятка лет тому назад о роботах мы могли прочитать разве что в книгах продвинутых писателей-фантастов, то сегодня ими уже никого не удивишь.
08.12.2018 Куйбышевец
Подарки и зрелищные творческие сюрпризы приготовили для ребят представители Благотворительного фонда "Порубежье", которые сегодня стали гостями Старогородковской коррекционной школы-интерната имени А.В.
10.12.2018 Новые рубежи
Три дома сгорели ночью в городском округе Ступино - Ступинская панорама Фото:, Виктор Серединский Три дома сгорели ночью в городском округе Ступино, сообщил Ступинскому информагентству источник в Ступинском территориальном управлении силами и средствами ГКУ МО «Мособлпожспас».
10.12.2018 Ступинская панорама
Полицейские задержали ранее судимого 47-летнего уроженца одной из стран ближнего зарубежья, подозреваемого в совершении серии краж мобильных телефонов, говорится в сообщении пресс-службы ГУ МВД России по Московской области.
10.12.2018 Газета Реут
Внимание! Пропал человек! ОУР УМВД России по Сергиево-Посадскому району разыскиваются без вести пропавшие Дмитриевская Анастасия Александровна, 07.11.1982 г.р., урож.
10.12.2018 Газета Вперёд
Галерея ореховских художников: Константин Иноземцев - Орехово-Зуевская правда Орехово-зуевского художника Константина Иноземцева назвали в честь отца, имя Константина Денисовича Иноземцева в мире живописи хорошо известно, а уж в Астрахани, откуда он родом, его знает каждый: фронтовик,
10.12.2018 Орехово-Зуевская правда
Результаты рейтингования детских школ искусств в 2018 году - Министерство культуры МО В целях проведения независимой оценки качества дополнительного образования, основанной на самооценке результатов деятельности учреждений дополнительного образования сферы культуры,
10.12.2018 Министерство культуры МО
В Центральной районной библиотеке прошла встреча с учредителем издательского дома «Серебро Слов» Сергеем Антиповым (Москва) и генеральным директором издательства Денисом Минаевым (Коломна).
10.12.2018 Куйбышевец
С 7 по 9 декабря в Звенигороде прошел международный турнир по гандболу «Zvezda Hаndball Cup – 2018», который завершился победой хозяек – гандбольной команды «Звезда.
10.12.2018 Звенигородские ведомости
Воробьёв: Акцент – работа с жителями - РТВ-Подмосковье © Пресс-служба губернатора и правительства МО Губернатор Московской области Андрей Воробьёв провёл совещание с руководящим составом подмосковного правительства.
10.12.2018 РТВ-Подмосковье
Вадим Соков: Госжилинспекция выявила 1480 нарушений жилищного законодательства на минувшей неделе - Ленинская Шатура «С 3 по 7 декабря 2018 года в ходе проведения мероприятий по региональному государственному жилищному надзору и лицензионному контролю Госжилинспекция Московской области выявила 1480 нарушений жилищного законодательства.
10.12.2018 Ленинская Шатура
В Красногосрке зажгли главную новогоднюю ель - Красногорский район Парад Дедов Морозов, зажжение огней на новогодней ели у ДК “Подмосковье”, интерактивная программа для детей и праздничный салют - в Красногорске состоялась акция “К нам приходит Новый год”.
09.12.2018 Красногорский район