Нобелівська премія по хімії

Роберт Лефковіц (Фотографія з офіційного сайту Нобелівського Комітету)

Тривалий час залишалося загадкою те, як клітини можуть відчувати своє оточення. Дослідникам було відомо, що гормони справляють істотний вплив на організм. Наприклад, адреналін сприяє збільшенню тиску крові і прискорення скорочень серцевого м'яза. Передбачалося, що на поверхні клітин розташовуються певні мішені-рецептори, здатні реагувати з гормонами, однак природа цих рецепторів і механізм їх дії залишався покритий таємницею більшу половину ХХ століття.

Брайан Кобилка (Фотографія з офіційного сайту Нобелівського Комітету). У 1968 році Лефковіц почав роботу по стеженню за клітинними рецепторами за допомогою введення радіоактивних міток. Він отримував гормони з введенням в них радіоактивного нукліду йоду і реєструючи випромінювання, зміг знайти ряд рецепторів, у тому числі і рецептор адреналіну - β-адренергічний рецептор. Дослідники з його групи змогли виділити рецептор з його притулку в клітинній мембрані і з'ясувати основи механізму його дії.

  Наступний важливий крок був зроблений дослідниками в 1980 році. Тоді новачок в групі Лефковіца - Кобилка почав вивчення гена, що кодує синтез β-адренергічного рецептора і досяг успіху. Аналіз гена показав певну схожість рецептора з одним із рецепторів ока, на основі чого було зроблено висновок про структурну відповідність цілого класу рецепторів, які мають близьку будову і функціонуючо-близький механізм.

Активація β-адренергічного рецептора. (Малюнок: © Nature)

В даний час це сімейство рецепторів отримало назву «рецептори,  які зв'язані з G-білками». Експресію таких рецепторів кодують тисячі різних генів; до цих рецепторів крім згаданих відносяться нюхові рецептори, рецептори, що розпізнають допамін, серотонін і гістамін. Механізм дії величезної кількості сучасних лікарських препаратів так чи інакше пов'язаний із взаємодією з рецепторами, сполученими з G-білками.

Дослідження Лефковіца і Кобилки є ключовими для розуміння механізму дії рецепторів, сполучених з G-білками. Більш того, в 2011 році Кобилка домігся ще одного прориву в молекулярній біології - дослідникам з його групи вдалося «зняти» рецептор в дії - вони зафіксували, як β-адренергічні рецептор активується гормоном і передає сигнали в клітку.