Немецкие исследователи раскрыли новые механизмы работы рецепторов, связанных с G-белками. Эта обширная группа молекул участвует в передаче множества различных клеточных сигналов. Теперь исследователи выяснили, что вблизи активированного рецептора формируются нанодомены циклического аденозинмонофосфата, которые позволяют клетке точечно реагировать на сигналы. Статья опубликована в журнале Cell.
Живая клетка постоянно подвергается воздействию раздражителей, на которые она реагирует с помощью многочисленных рецепторов, расположенных на поверхности ее мембраны. Наиболее многочисленная группа этих рецепторов — рецепторы, связанные с G-белком (GPCR). Их существует более 800 типов, а одна клетка может нести на своей поверхности до 100 различных GPCR. Однако внутри клетки на активацию всех этих GPCR реагируют лишь несколько молекул. Одна из них — циклический аденозинмонофосфат (цАМФ). При стимуляции клеток сердечной мышцы адреналином уровень цАМФ увеличивается и сердце бьется быстрее. Однако, если те же самые клетки стимулировать простагландином, вырабатывается такое же количество цАМФ, но сердечная мышца практически не реагирует.
Ученые из Центра молекулярной медицины Макса Дельбрюка Ассоциации Гельмгольца использовали флуоресцентную микроскопию, чтобы исследовать, как генерируются и обрабатываются сигналы цАМФ от двух разных GPCR внутри отдельных клеток. Они обнаружили, что вблизи активированного рецептора образуются домены цАМФ радиусом от 30–60 нанометров.
«Сигналы, исходящие от GPCR, изначально задерживаются в небольшой области вблизи рецептора и влияют только на ферменты, находящиеся в непосредственной близости, — говорит соавтор исследования Шарлотта Кайзер. — Они не затрагивают другие области клетки, что позволяет очень точно включать и выключать сигнальные пути».
Присутствие нанодоменов значительно увеличивает сложность клеточных сигнальных путей. Пока ученые не могут визуализировать эти пространство, но полагают, что цАМФ удерживается в них структурами крупных белков или ферментами, разрушающими цАМФ, которые создают четкую границу между цитозолем и нанодоменом. Таким образом, каждая клетка представляет собой не переключатель, который может быть либо «выключенным», либо «включенным» под действием стимула, а напоминает чип, который может одновременно обрабатывать множество различных сигналов.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
