Отслеживание водных каналов в клеточных рецепторах

Ученые из EPFL с помощью компьютерного моделирования раскрыли молекулярные детали передачи сигнала через G-белковые рецепторы (GPCR). Ключевым этапом оказалось формирование непрерывного водного канала внутри рецептора.

Водный путь как центральный шаг в передаче сигнала

GPCR — самый большой класс клеточных рецепторов, отвечающих за передачу сигналов через мембрану. После связывания лиганда снаружи клетки рецептор претерпевает серию конформационных изменений. Моделирование методом молекулярной динамики показало, что эти изменения позволяют молекулам воды проникнуть внутрь GPCR, преодолеть «водный барьер» из аминокислот и в итоге сформировать непрерывный водный канал, протянувшийся от сайта связывания лиганда до внутриклеточной области рецептора.

Именно эти структурные изменения вместе с водным каналом необходимы для активации G-белков на внутренней стороне мембраны, которые затем усиливают сигнал.

Значение для разработки лекарств

Понимание этого механизма открывает новые подходы в разработке лекарств. По словам руководителя исследования Хорста Фогеля, будущие терапевтические соединения можно будет отбирать по их способности влиять на внутренние водные каналы рецепторов.

GPCR — важнейшая мишень для современных лекарств, так как их дисфункция связана с раком, диабетом, неврологическими и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Работа опубликована в Nature Communications.