Papel de las proteínas reacciones alérgicas vitales, otras condiciones

Mayo 1, 2016 Admin Salud 0 5
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Picazón en los ojos, dolor de garganta, secreción nasal - es la temporada de alergias! ¿Qué provoca estas reacciones alérgicas, y como medicamentos para la alergia funciona?

La superficie exterior de muchas de nuestras células, incluidas las de las vías respiratorias, es una proteína llamada receptor H1. Esta proteína se une a la histamina, un compuesto orgánico que participan en la respuesta inmune. En algunas personas, el enlace desencadena reacciones alérgicas, como la fiebre del heno o alergias a los alimentos y los animales domésticos. Los antihistamínicos actúan impidiendo la histamina se una a los receptores H1.

Receptores H1 pertenecen a una familia de proteínas llamadas receptores acoplados a proteína G especial, o GPCRs. Los científicos estiman que hay alrededor de 800 diferentes tipos de GPCRs en las membranas de nuestras células. Sintiendo algunos son moléculas que nos permiten ver, olor y sabor; otros nos dan un impulso después de unos sorbos de café, nos hacen acobardamos durante un conflicto o para ayudar a combatir las infecciones. GPCRs también están asociados con enfermedades que van desde el asma hasta la esquizofrenia, y son el blanco de más de un tercio de los medicamentos comercializados, incluyendo medicamentos para el corazón y los antidepresivos.




Sin embargo, las estructuras GPCR '- la clave para entender cómo funcionan y para el diseño de fármacos más eficaces - se han mantenido relativamente oculto a la vista. Los investigadores financiados por los Institutos Nacionales de Salud nos dieron un vistazo a algunos de ellos, y la mejor manera de que estos científicos han desarrollado podría revelar muchas más instalaciones en un futuro próximo.

Evidencia estructural

Laboratorios de todo el mundo han estado intentando durante años para obtener imágenes detalladas de los GPCR humano, debido a que la disposición tridimensional precisa de los átomos de una proteína proporciona detalles importantes sobre cómo una proteína interactúa con sus moléculas asociadas naturales en el cuerpo o con moléculas de fármacos. Pero las estructuras de las proteínas de membrana, incluyendo GPCRs, son difíciles de determinar lo útiles que son de entender.

Uno de los retos es que los GPCRs son extremadamente frágiles y quebradizos cuando no anclado en sus membranas celulares nativos. Esto hace que sea muy difícil para formar cristales coaxiales de modo que sus estructuras se pueden determinar por cristalografía de rayos X

En este momento, sabemos que las estructuras de alrededor de 1 por ciento de todos los GPCR humano, y los investigadores están utilizando dos enfoques básicos para generar y estudiar más. Universidad de Stanford Brian Kobilka, que compartió el Premio Nobel 2012 de Química por su trabajo sobre los GPCR, es uno de los científicos que se centran en GPCR específico para comprender mejor cómo funcionan e interactúan con otras moléculas, incluyendo medicamentos.

Otros científicos, como Raymond Stevens del Instituto de Investigación Scripps, están adoptando un enfoque complementario para obtener estructuras que representan a cada una de las ramas principales de la GPCR árbol genealógico. Para saber más acerca de uno de los miembros podría permitir a los científicos computacionalmente modelo del otro.

GPCR

Además del receptor H1 de histamina, algunas estructuras clave que el grupo de Stevens y sus colaboradores, entre ellos Kobilka y otros científicos de todo el mundo, se resuelven usando el enfoque en el árbol incluyen:

• β2 adrenérgicos, o interruptor molecular "lucha o huida".

• receptor de adenosina A2A, a veces llamada la "cafeína receptor."

• receptor de quimioquinas CXCR4, que se ha vinculado a más de 20 tipos de cáncer.

• D3 receptor de la dopamina, que desempeña un papel clave en el sistema nervioso central, afectando a nuestro movimiento, la cognición y la emoción.

• Kappa receptor opioide, una proteína en la superficie de las células del cerebro que está implicado en el centro del placer y el dolor, la adicción, la depresión, la psicosis y trastornos relacionados.

Las innovaciones técnicas

¿Cuál fue la revolución girando-técnico que ha hecho la determinación de estas estructuras es eso posible?

"Siempre me he preguntado esta pregunta", dice Stevens, "y la respuesta es que no fue un paso adelante, había cerca de 15 desarrollos separados por muchos otros investigadores de todo el mundo, cada vez crítica necesaria en combinación entre ellos, y ellos se han unido después de un largo período de tiempo ".

Algunas de estas innovaciones han mejorado la capacidad de producir y purificar investigadores GPCR en cantidades suficientes para la cristalización. Otro avance ha sido el objetivo de estabilizar los GPCR, que los hace más cristalizable y los mantiene en una conformación estructural específica. Los científicos continúan mejorando otros métodos, incluyendo la capacidad de modelar nuevo GPCR estructuras de los conocidos.

Estos desarrollos han tenido un gran impacto en nuestra comprensión de GPCR, y deben conducir a nuevos conocimientos de los procesos biológicos y ayudar a los avances en el descubrimiento de fármacos.

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