Модель инсулиновых рецепторов в мембране поможет в создании таргетных лекарств

<p>Группа рецепторов инсулина играет важную роль при передаче межклеточных биохимических сигналов через мембрану клетки во многих физиологических процессах. Аномальная активность инсулиновых рецепторов может быть сигналом таких патологий, как диабет, рак и нейродегенеративные заболевания. Точные знания о молекулярных механизмах работы этих рецепторов и их «поломках» дадут ключ к созданию более совершенных лекарств. <p>Рецепторы инсулинового семейства обладают удивительным отличием: имея очень схожее между собой строение, отличное от других рецепторов с тирозинкиназной активностью, они сильно различаются по своим функциям и расположению в органах и тканях организма человека.<p>Научный коллектив ученых из Московского физико-технического института и Института биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН с коллегами из московских медицинских центров провел сравнительное исследование всех трех представителей рецепторов InsR, IGF1R и IRR инсулинового семейства с применением спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР-спектроскопии) высокого разрешения и атомистического компьютерного моделирования. 

«В результате опытов нам удалось установить, что вариативность структурно-динамических свойств трансмембранных доменов в инсулиновых рецепторах и их характера взаимодействия с окружающими липидами существенно различаются у представителей семейства. В частности, мы зафиксировали, что именно рецептор IRR, не имеющий собственного белкового лиганда, отличается высокой подвижностью трансмембранного домена, в результате которой у рецептора, по-видимому, наблюдается повышенная чувствительность к липидному составу мембраны и окружающей клетку среде, например защелачиванию. Реакция на слабощелочную среду — уникальная черта IRR, которой не обладают другие рецепторы инсулинового семейства. Раннее моими коллегами было показано, что он является сенсором внеклеточного рН и его функция — регуляция кислотно-щелочного баланса почками в организме. В целом выдвинутая нами обобщенная молекулярная модель конформационных перестроек и межмолекулярных взаимодействий при активации рецепторов инсулинового семейства учитывает сложное и постоянно меняющееся окружение клеточной мембраны», — рассказал Эдуард Бочаров, доцент кафедры биофизики МФТИ, заведующий лабораторией биомолекулярной ЯМР-спектроскопии ИБХ РАН. 

<p>По мнению авторов работы, предложенная модель передачи сигналов рецепторами через мембрану клетки открывает перспективы для разработки новых таргетных методов лечения нейродегенеративных, эндокринных и онкологических заболеваний. Все они связаны с дисфункцией рецепторных тирозинкиназ в организме человека. <p>В настоящее время коллектив продолжает исследовать различные мембранные рецепторы методами биофизики и структурной биологии, изучая в том числе молекулярные механизмы патогенеза, обусловленные онкогенными мутациями.