Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 138: мелатониновые рецепторы в трехмерном пространстве

30 апреля 2019

Недавно на страницах журнала Nature исследователи, среди которых — наш соотечественник Вадим Черезов, сообщили, что получили трехмерные структуры двух рецепторов гормона мелатонина – одного из главных регуляторов сна, который вырабатывается эпифизом.

MT2 рецептор. Credit:Linda C. Johansson et al. / Nature 2019

Один из важнейших регуляторов сна у человека – гормон мелатонин, производящийся эпифизом или шишковидной железой. Это необычное образование, глазом, находится в глубине головного мозга неподалеку от гипоталамуса. При наступлении темноты эпифиз начинает активно вырабатывать мелатонин, способствуя сну, а при наступлении светлого времени суток секреция гормона снижается, что делает возможным пробуждение.

Мелатонин действует на клетки-мишени, связываясь с особыми белками-рецепторами на их мембранах. Существует два типа мелатониновых рецепторов – MT1 и MT2. Они оба относятся к числу рецепторов, сопряженных с G-белками (G-proteincoupledreceptors, GPCR). Это обширное семейство включает рецепторы к самым разным веществам, однако всех их объединяет механизм действия. При связывании рецептора с лигандом (любым веществом, строение которого подходит к рецептору, как ключ к замку) ассоциированные G-белки запускают сложные внутриклеточные каскады, которые и обусловливают ответ клетки на лиганд. Почти треть всех препаратов, продающихся в аптеках, действуют на рецепторы семейства GPCR, однако пока что мы знаем пространственные структуры лишь десятой доли всех описанных GPCR.

Недавно на страницах журнала Nature исследователи сообщили о том, что получили пространственные структуры мелатониновых рецепторов обоих типов – и MT1, и MT2.

MT1 рецептор. Credit:Benjamin Stauch et al. / Nature 2019

Как и структуры большинства белков, структуры MT1 и MT2 удалось получить с помощью рентгеноструктурного анализа.

Теперь в руках ученых и фармакологов есть трехмерная детальная карта этих сложных молекул, которая позволит разработать соединения, способные с ними взаимодействовать. Поскольку MT1 и MT2 задействованы не только в регуляции сна, но также связаны с функционированием репродуктивной системы и даже развитием некоторых форм рака, полученная информация об устройстве этих белков окажется полезной для специалистов из самых разных областей биологии и медицины.

Текст: Елизавета Минина

XFEL structures of the human MT2 melatonin receptor reveal the basis of subtype selectivityby Linda C. Johansson, Benjamin Stauch, …, Bryan L. Roth, Vsevolod Katritch & Vadim Cherezov in Nature. Published April 2019

doi:10.1038/s41586-019-1144-0

Structural basis of ligand recognition at the human MT1 melatonin receptorby Benjamin Stauch, Linda C. Johansson, John D. McCorvy, …, Vsevolod Katritch, Bryan L. Roth, Wei Liu & Vadim Cherezov in Nature. Published April 2019

doi:10.1038/s41586-019-1141-3