Zależności między strukturą a funkcją receptora
Wszystkie procesy biochemiczna w obrębie komórki cechują się niezwykłą swoistością i wydajnością. Białka często pełnią główną rolę w tych procesach, a ich architektura warunkuje, z jakimi molekułami mogą się wiązać. Poznanie położenia grup funkcyjnych w obrębie białka ma podstawowe znaczenie przy badaniu jego aktywności. Receptory sprzężone z białkami G (GPCR) są grupą białek transbłonowych, które mogą odbierać sygnał z zewnątrz komórki i przekazać go dalej w jej obrębie. Sygnał (przekazywany przez lipid, hormon lub neuroprzekaźnik) jest przekładany na odpowiedź komórkową lub fizjologiczną. Aby wyjaśnić zależności między strukturą a funkcją receptorów GPCR, podczas finansowanego przez UE projektu NMRGPCR (Structure and dynamics of G protein-coupled receptors by NMR spectroscopy) korzystano ze spektroskopii NMR. Metoda ta umożliwia uzyskanie danych na temat struktury i dynamiki biomolekuł w rozdzielczości atomowej podczas zabiegów o minimalnej inwazyjności, a więc w warunkach zbliżonych do naturalnych. Badacze z Instytutu Paula Scherrera w Szwajcarii wykorzystali skuteczną strategię mutagenezy, aby uzyskać ekspresję termostabilnego, rekombinowanego receptora GPCR po wewnętrznej stronie błony komórek E. coli lub w cytoplazmatycznych zbitkach, tzw. ciałach inkluzyjnych (IB). Oczyszczenie z IB okazało się bardzo problematyczne mimo zastosowania różnych metod, w tym użycia detergentów, ligandów i peptydów fuzyjnych. Ekspresja w błonie okazała się bardziej użyteczna, a jakość oczyszczonego receptora sprawdzono w oznaczeniu wiązania liganda, który następnie wyznakowano radioaktywnie na użytek analizy NMR. Podsumowując, w badaniu NMRGPCR dokonano wszechstronnej optymalizacji warunków i procesów oczyszczania GPCR do analizy strukturalnej. Uzyskane narzędzia okażą się bez wątpienia niezwykle przydatne do przyszłych badań nad zależnościami między strukturą a funkcją receptorów komórkowych.
Słowa kluczowe
Receptor, struktura, funkcja, GPCR, spektroskopia NMR, E. coli
