使用先进的显微镜技术首次以前所未有的细节观察到像空中交通管制员一样管理进出人体细胞的信号流的蛋白质。
今天(5月4日)在Cell上发表的一项新研究中进行了描述，由伯明翰大学的DavideCalebiro教授领导的一个国际研究小组发现了β-arrestin，一种参与管理一组常见且重要的细胞网关的蛋白质，已知作为受体，起作用。
β-arrestin参与控制G蛋白偶联受体(GPCR)的活性，GPCR是人体中最大的受体群，可调节许多激素和神经递质的作用。因此，GPCR是药物开发的主要目标，目前所有治疗药物中有30%至40%是针对这些受体的。一旦受体被激活，β-抑制蛋白就会在称为脱敏的过程中抑制信号，但也可以调节它们自己的信号。
发表在《细胞》杂志上的这项新研究出人意料地揭示了β-抑制蛋白将自身附着在细胞外膜上，等待激素或神经递质落在受体上。令人惊讶的是，β-arrestins和活性受体之间的相互作用比以前认为的要动态得多，从而可以更好地控制受体介导的信号。
伯明翰大学代谢与系统研究所分子内分泌学教授、伯明翰大学和诺丁汉大学膜蛋白与受体中心(COMPARE)联合主任DavideCalebiro说，
“在我们的研究中，我们使用我们实验室开发的创新单分子显微镜和计算方法，首次以前所未有的细节观察单个β-arrestin分子如何在我们的细胞中发挥作用。
“我们揭示了一种新机制，可以解释β-抑制蛋白如何有效地与细胞质膜上的受体相互作用。就像空中交通管制员一样，这些蛋白质会感知受体何时被激素或神经递质激活以调节细胞的流动。我们细胞内的信号。通过这样做，它们在信号脱敏中发挥关键作用，信号脱敏是一种基本的生物过程，可让我们的机体适应长时间的刺激。
“这些结果非常出乎意料，可能为心力衰竭和糖尿病等疾病的新治疗方法或开发更有效和耐受性更好的镇痛药铺平道路。”
开创性的研究方法可能会导致新的药物疗法
这一成功归功于COMPARE提供的独特的多学科协作环境，COMPARE是世界领先的膜蛋白和受体研究中心，汇集了36个在细胞生物学、受体药理学、生物物理学、高级显微镜学方面具有互补专业知识的研究小组和计算机科学。
本研究开发的新型单分子显微镜和计算方法可以为未来的药物开发提供重要的新工具，使研究人员能够以前所未有的细节直接观察治疗剂如何调节活细胞中的受体活性。未来，由Calebiro教授领导的COMPARE研究人员计划进一步自动化当前的管道，以便它可用于筛选新药，例如目前正在开发的用于治疗疼痛的偏向阿片类药物。
ZsomborKoszegi博士与JakGrimes博士和YannLanoiselée博士共同担任该研究的第一作者，他说：“能够首次看到个体受体和β-抑制蛋白如何在我们的细胞中发挥作用是令人难以置信的兴奋.我们的发现非常出乎意料，并将我们对β-arrestin协调受体信号传导方式的理解提升到一个全新的水平，对细胞生物学和药物发现具有重大意义。”