Biofysikere finder en måde at tage et kig på, hvordan membranreceptorer fungerer

Membranreceptorer er proteiner, der spænder over cellemembranen og tillader celler at kommunikere med deres omgivelser. De spiller en kritisk rolle i en række cellulære processer, herunder cellevækst, differentiering og metabolisme. At studere membranreceptorer har imidlertid været udfordrende på grund af deres komplekse struktur og dynamiske natur.

Nu har biofysikere ved University of California, Berkeley, udviklet en ny måde at studere membranreceptorer på ved hjælp af en teknik kaldet "single-molecule fluorescence resonance energy transfer" (smFRET). Denne teknik gør det muligt for forskere at måle afstanden mellem to punkter på et proteinmolekyle med nanometer-skala præcision.

Forskerne brugte smFRET til at studere strukturen og dynamikken af ​​den epidermale vækstfaktorreceptor (EGFR), en membranreceptor, der er involveret i cellevækst og -proliferation. De fandt ud af, at EGFR gennemgår en række konformationelle ændringer ved binding til dets ligand, EGF. Disse ændringer gør det muligt for EGFR at interagere med andre proteiner og initiere en signaleringskaskade, der fører til cellevækst.

Forskerne siger, at deres nye teknik vil være nyttig til at studere strukturen og dynamikken af ​​andre membranreceptorer. Dette kan føre til en bedre forståelse af, hvordan celler kommunikerer med deres omgivelser, og hvordan membranreceptorer bidrager til sygdom.

Hvordan virker smFRET?

smFRET er en teknik, der bruger to fluorescerende farvestoffer til at måle afstanden mellem to punkter på et molekyle. De to farvestoffer er knyttet til forskellige dele af molekylet, og når de er tæt på hinanden, udsender de lys af en anden farve, end når de er langt fra hinanden.

Forskerne brugte smFRET til at måle afstanden mellem to punkter på EGFR. Et farvestof blev bundet til det ekstracellulære domæne af EGFR, og det andet farvestof blev fæstnet til det transmembrane domæne. Når EGFR blev bundet til EGF, faldt afstanden mellem de to farvestoffer, hvilket indikerer, at EGFR havde undergået en konformationsændring.

Hvad er konsekvenserne af denne forskning?

Forskerne siger, at deres nye teknik vil være nyttig til at studere strukturen og dynamikken af ​​andre membranreceptorer. Dette kan føre til en bedre forståelse af, hvordan celler kommunikerer med deres omgivelser, og hvordan membranreceptorer bidrager til sygdom.

For eksempel siger forskerne, at deres teknik kunne bruges til at studere strukturen og dynamikken af ​​de G-proteinkoblede receptorer (GPCR'er). GPCR'er er en stor familie af membranreceptorer, der er involveret i en række cellulære processer, herunder syn, lugt og smag. Dysregulering af GPCR'er er blevet forbundet med en række forskellige sygdomme, såsom kræft og hjertesygdomme.

Forskerne siger, at deres teknik kan hjælpe med at identificere nye lægemidler, der er målrettet mod GPCR'er og andre membranreceptorer. Dette kan føre til nye behandlinger for en række sygdomme.