Вивчено структуру глюкагонового рецептора

Тривимірна модель глюкагонового рецептора.

Поширеність цукрового діабету 2 типу рік від року зростає, а механізми, що призводять до розвитку цього захворювання, досі не цілком зрозумілі. Під час нового дослідження міжнародна група вчених отримала нові відомості про структуру глюкагонового рецептора, що грає одну з ключових ролей у процесах регуляції рівня глюкози в організмі. У майбутньому це відкриття може допомогти в розробці нових препаратів для лікування діабету.

Дослідження очолили Вей Лю (Wei Liu) з Інституту біодизайну (Biodesign Institute) і Бейлі У (Beili Wu) з Шанхайського інституту лікарських речовин (кит. 中国科学院上海药物研究所, англ. Shanghai Institute of Materia Medica). Результати роботи були опубліковані в онлайн-версії журналу Nature.

Глюкагон - це гормон підшлункової залози, що стимулює утворення глюкози в печінці і бере участь у регуляції рівня глюкози крові.

Глюкагоновий рецептор (GCGR), що вивчався в ході нового дослідження, по суті є лише одним представником великої групи GPCR-рецепторів, що знаходяться на поверхні еукаріотичних клітин. Ці рецептори можуть вловлювати різні сигнали, що передаються за допомогою світла, пептидів, ліпідів, вуглеводів і білків. Функції GPCR-рецепторів в організмі також різноманітні - вони беруть участь у регуляції багатьох фізіологічних і патологічних процесів. А ось будова даних рецепторів в ході еволюції практично не змінювалася - найпростіші, гриби, рослини і тварини отримують інформацію про внутрішнє і зовнішнє середовище за допомогою схожих GPCR-рецепторів.

GPCR-рецептори є метою багатьох сучасних ліків. За різними оцінками, від третини до половини представлених на ринку препаратів взаємодіють саме з цим типом рецепторів.

Коли ліганд глюкагонового рецептора пов'язується з відповідним білком, в організмі активується процес вивільнення глюкози з печінки. Фармацевтичні компанії сподіваються в майбутньому розробити препарати, які б зв'язувалися з GCGR акуратніше і ефективніше, ніж існуючі ліки, і, таким чином, зупиняли або уповільнювали надмірно інтенсивні процеси синтезу і вивільнення глюкози.

В рамках нового дослідження GCGR-рецептор був вивчений за допомогою рентгенівської кристалографії, методу, що дозволяє отримати високоякісне деталізоване зображення кристалізованого білка. Професор У пояснює: «Вивчення глюкагонового рецептора надало нам повну картину структури GPCR-рецептора класу B. Це допоможе нам зрозуміти, як різні домени взаємодіють, забезпечуючи роботу рецептора на молекулярному рівні».

Глюкагоновий рецептор, як виявилося, налічує три ключових компоненти. Це позаклітинний домен, який виступає за межі клітини, трансмембранний домен, що закріплює рецептор всередині клітинної стінки, і сполучного «стебля», що працює як важіль.

GPCR-рецептори класу B відіграють ключову роль у багатьох фізіологічних процесах. Вони ж є метою багатьох препаратів для лікування цукрового діабету 2 типу, метаболічного синдрому, остеопорозу, мігреней, депресій і тривожних розладів, а значить, результати нового дослідження можуть допомогти в розробці нових, більш ефективних ліків для боротьби з цими захворюваннями. Імовірно, препарати, створені з урахуванням структури рецептора, характеризуватимуться меншою кількістю побічних ефектів, завдяки чому пацієнтам стане легше переносити терапію.