Изследователите разкриха точната форма на ключов играч в човешкия метаболизъм, който може да отвори вратата за по-добро лечение на затлъстяването и други метаболитни нарушения.

може

Изследването трябва да бъде публикувано на 24 април в списанието Наука, центриран върху протеин в мозъка, наречен меланокортин 4 рецептор, или MC4R. Този рецептор играе решаваща роля в регулирането на енергийния баланс на организма, като контролира колко енергия се съхранява като мазнина.

Мутациите в гена, който кодира протеина MC4R, са най-честата генетична причина за ранното затлъстяване, засягащи приблизително 1 на всеки 1500 души.

Реймънд Стивънс, директор на Бридж института в Университета на Южна Калифорния, Майкълсън Център за конвергентна биология и директор-основател на Института iHuman към Университета в Шанхай, се интересува от MC4R като част от по-големи усилия за изясняване на структурите на клас протеини наречени G протеин-свързани рецептори, на които MC4R е член.

Когато Стивънс и неговият екип започнаха да се справят със структурата на MC4R, те се обърнаха към Роджър Коун и неговите колеги от Института по наука за живота на Университета в Мичиган.

Учените от лабораторията Cone откриха MC4R и изучават биологията и фармакологията му повече от 25 години. По това време са разработени поне четири лекарства, насочени към меланокортиновите рецептори при хората. Едно от тези лекарства, сетмеланотид, действа в MC4R за лечение на редки форми на синдромно затлъстяване. Но това не е достатъчно мощно за лечение на по-често срещани форми на затлъстяване - като диетично затлъстяване - обясни Конус, който беше старши автор на изследването.

Работейки в трите институции, изследователите Yu Jing и Luis Gimenez ръководиха екипа при определянето на структурата на MC4R - и разкриха някои неочаквани характеристики на протеина, които хвърлят нова светлина върху това как той се свързва и взаимодейства с други молекули.

Например, те откриха, че калциевите йони се свързват както с MC4R, така и с първичната молекула, която рецепторът свързва. Този случай на свързания калциев йон е първи за Стивънс и неговата група, които са определили структурите на много членове на този голям клас протеини.

"В началото изглеждаше по-скоро като научно любопитство. Но след това допълнителни експерименти разкриха, че калцият всъщност е необходим за функцията на рецептора", казва Стивънс, който също е старши автор на изследването. „Представете си ситуация на заключване и ключ; в този случай установихме, че има голям и малък ключ и имаме нужда и от двамата, за да отключим рецептора.“

Lex Van Der Ploeg, бивш главен научен директор на Rhythm Pharmaceuticals, компанията, разработила setmelanotide, вярва, че откритията отварят нов път към структурен дизайн на агонисти и антагонисти за семейството на меланокортиновите рецептори.

„Тези открития могат да позволят развитието на фармацевтични препарати, насочени към меланокортинови рецептори, за различни терапевтични приложения“, каза Ван Дер Плоег, който не участва в това проучване.

Конус и Стивънс подчертават констатациите като пример за важността и силата на международното сътрудничество.

„Успяхме да допринесем с познанията си за MC4R, за да подпомогнем по-нататъшните изследвания на структурната биология“, каза Конус, който е директор на LSI и професор по молекулярна и интегративна физиология в UM M Medical School. "И ключови структурни открития от изследователите на USC и ShanghaiTech ни помагат да отговорим на още въпроси за това как този рецептор функционира в човешкия метаболизъм."