El trabajo sobre el receptor de proteína G gana el Nobel

Cortesía de HHMI y StanfordRobert J. Lefkowitz de la Universidad de Duke y Brian K. Kobilka de Stanford han ganado el Premio Nobel de Química de este año por describir la estructura y función de los receptores a través del cual las células detectan y responden a las señales químicas. Los hallazgos, premiados esta mañana (10 de octubre) por la Asamblea del Nobel en el Instituto Karolinska de Estocolmo, han transformado a los científicos’ comprensión de muchos procesos fisiológicos y continúan apoyando los avances en el diseño de fármacos.

«Nos han ayudado a desarrollar conocimientos más profundos sobre los mecanismos de las reacciones celulares y las estructuras moleculares detrás de ellos, conocimientos que nos ayudan a comprender la hermosa complejidad del mundo químico que hay dentro de nosotros” Bassam Shakhashiri, presidente de la American Chemical Society, a The Scientist. “Sus contribuciones son extremadamente útiles. Cada día, miles de químicos utilizan los resultados de sus investigaciones para desarrollar nuevos productos farmacéuticos para su uso en la sociedad.”

Desde…

Al abordar el problema a fines de la década de 1960, Lefkowitz se dedicó a tratar de aislar los receptores de las membranas celulares. Adjuntó isótopos de yodo a varias hormonas para rastrear sus caminos a través de las células en el laboratorio. Sus experimentos revelaron varios receptores de la superficie celular, incluido el receptor 2-adrenérgico, que responde a la adrenalina para regular la respuesta de lucha o huida del cuerpo. Luego, en 1982, su equipo pudo eliminar uno de estos receptores, usando detergentes para disolverlo de la membrana celular, y luego purificándolo con cromatografía, lo que les permitió estudiarlo con más detalle.

Alrededor Al mismo tiempo, Kobilka se unió al laboratorio de Lefkowitz y se encargó de aislar y determinar la secuencia del gen que codifica el receptor 2-adrenérgico. Kobilka construyó una biblioteca de secuencias genómicas y la examinó con los pocos fragmentos de secuencias que tenían para su receptor, juntando la secuencia completa. Luego, los investigadores usaron la secuencia para recrear la estructura de los receptores y encontraron que era similar a la rodopsina, un receptor de detección de luz en el ojo. Su trabajo se publicó en Nature en 1986.

Lefkowitz y Kobilka se dieron cuenta de que el receptor 2-adrenérgico era solo uno de los muchos receptores que componen la familia ahora conocida como proteína G. -receptores acoplados (GPCR). Ahora se sabe que existen alrededor de mil GPCR en el cuerpo humano, donde juegan un papel clave en prácticamente todos los procesos fisiológicos, incluidos el olfato, el gusto y la regulación de la frecuencia cardíaca y la tolerancia al dolor.

Lefkowitz y Kobilka Desde entonces, han publicado estudios en Nature y Science, entre otras revistas de alto nivel, en los que visualizan la estructura de los GPCR en alta resolución y detallan su función. En 2011, en otro artículo en Nature, Kobilka capturó el momento en el que una hormona activa el receptor y envía una señal a la célula.

Estas percepciones ya han sido fundamentales al descubrimiento de fármacos: alrededor de la mitad de todos los fármacos disponibles en la actualidad logran sus efectos dirigiéndose a estos receptores. En el futuro, una mayor caracterización de estas máquinas moleculares cruciales debería ayudar a los diseñadores de fármacos a encontrar tratamientos aún más efectivos.

Los receptores acoplados a proteína G han sido durante mucho tiempo el santo grial de la investigación de proteínas de membrana, Mark Sansom , biofísico molecular de la Universidad de Oxford, al Science Media Center de Londres, Reino Unido, según informa The Guardian. Son fundamentales para la regulación de muchos procesos fisiológicos, desde el sistema nervioso hasta el gusto y el olfato. También son una clase importante de diana farmacológica y son increíblemente importantes para la industria farmacéutica.

Shakhashiri agregó que otorgar el Nobel de Química por trabajar con tal énfasis biológico es un testimonio del alcance de la química. La química impregna todas las ciencias, dijo. Tiene tanto éxito que ha derribado las barreras tradicionales de la ciencia; tan exitoso, incluso, que corre el riesgo de perder su propia identidad. Eso es un tributo a cómo hemos desarrollado conocimientos sobre el papel de los químicos a nivel molecular en el cuerpo.

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