Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
24 июня 2017, суббота, 03:08
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

РЕГИОНЫ

10 октября 2012, 20:03

Александр Шпаков: «Главная цель сегодняшних лауреатов – понять замысел Бога»

Прыжок в будущее

Александр Олегович Шпаков, доктор биологических наук, зав. лаборатории молекулярной эндокринологии Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН (Санкт-Петербург) прокомментировал для «Полит.ру» значение научного вклада лауреатов Нобелевской премии по химии 2012 года – Роберта Лефковица (Robert J. Lefkowitz) и Брайана Кобилки (Brian K. Kobilka). Беседовала Наталия Демина.

Были ли вы удивлены, что Нобелевскую премии получили именно эти два исследователя? И что Нобелевский комитет обратил внимание на эту область науки?

Я считаю, что выбор Нобелевского комитета более, чем правильный. Это два гениальных биохимика, которые длительное время работают в области молекулярной эндокринологии, изучая тонкие молекулярные механизмы рецепции гормонов и передачи гормонального сигнала в клетку. В области изучения гормональных рецепторов и сопряженных с ними внутриклеточных сигнальных каскадов работают сотни, и даже тысячи талантливых ученых, но мне сложно назвать кого-то из них, чьи открытия и вклад в сигнальную трандукцию был бы сопоставим с тем, что сделали Лефковиц и Кобилка.

Стоит особо подчеркнуть, что они получили Нобелевскую премию по химии, хотя это работа выполнялась на стыке наук – биохимии, молекулярной биологии, биофизики, фармакологии, и она не в меньшей степени могла бы стать Нобелевской премией по биологии и медицине.

Возможно, решение Нобелевского комитета связано с тем, что лауреаты использовали в своей работе подходы, которые включают классические физико-химические методы анализа, многие из которых были разработаны и усовершенствованы ими, а также с тем, что колоссальное внимание они уделяли изучению конформации рецепторов и структуре комплексов между молекулами рецепторов и гетеротримерных ГТФ-связывающих белков, что уже непосредственно относится к предмету химии.

Наконец, сделанные ими открытия вносят неоценимый вклад в химию трансмембранных белков, олигомерных белковых комплексов, помогают понять молекулярную суть взаимодействия гормона с рецептором и те структурные изменения, которые это взаимодействие вызывает в рецепторе и нижележащих сигнальных белках.

В чем важность научного вклада Лефковица и Кобилки?

В природе существуют много типов рецепторов. Некоторые из них пронизывают мембрану один раз и относятся к семейству тирозинкиназных рецепторов. К таким рецепторам, например, относится рецептор инсулина. Но подавляющее большинство рецепторов (более 80%) – это рецепторы серпантинного типа, которые семь раз пронизывают мембрану и способны взаимодействовать с гетеротримерными ГТФ-связывающими белками.

Рецепторы, сопряжённые с G-белками, имеют семь α-спиралей, пронизывающих мембрану

Рис. Рецепторы, сопряжённые с G-белками, имеют семь α-спиралей, пронизывающих мембрану. Источник: Википедия

Эти рецепторы появились еще на заре эволюции, их прообразы есть даже у бактерий. Благодаря этим рецепторам живая клетка воспринимает сигналы, которые регулируют ее жизнедеятельность. Эти рецепторы вовлечены в коммуникацию между клетками, что важно как для одноклеточных, так и для сложноорганизованных многоклеточных организмов. Но как работают рецепторы серпантинного типа, как они взаимодействуют с гормонами и, самое главное, как они точно и быстро передают сигнал к определенным внутриклеточным мишеням – это еще 20-30 лет назад было одной из интригующих загадок.

Эту тайну и разгадали Нобелевские лауреаты нынешнего года. Они показали, какие участки рецептора включены в связывание гормона, какие необходимы для взаимодействия с ГТФ-связывающими белками, которые, в свою очередь, распределяют сигнальные пути внутри клетки, какие участки вовлечены в регуляцию самого рецептора. Они показали, что внеклеточные петли и образуемый рецептором трансмембранный канал нужны для связывания гормона, а внутриклеточные петли имеют много специальных участков, каждый из которых специфично связывается с определенным типом ГТФ-связывающего белка.

Они увидели этот процесс, как удивительное движение больших и маленьких молекул, как волшебный танец аминокислотных последовательностей, как нечто цельное и неповторимое. Точно так же, как когда-то Дмитрий Иванович Менделеев сложил из несвязных между собой кирпичиков-элементов Периодическую таблицу. В этом и состоит гениальность – сложить воедино невообразимое множество фактов и событий.

В чем практическое значение их открытий?

 

Александр Шпаков

Его трудно переоценить. Более 50% всех фармакологических лекарственных препаратов в той или иной степени действуют на рецепторы серпантинного типа и на регулируемые ими сигнальные каскады. Это и лекарства, направленные на лечение заболеваний сердечно-сосудистой системы. Следует подчеркнуть, что основные достижения и успехи были достигнуты Лефковицем и Кобилкой при изучении ими адренергических рецепторов, которые самым непосредственным образом вовлечены в контроль работы сердца, сосудов. Это и создание новых поколений препаратов для лечения онкологических заболеваний, тем более, что рецепторы серпантинного типа играют ключевую роль в развитии опухолей, их метастазировании. Это и заболевания центральной нервной системы. Большинство рецепторов в мозге, контролирующие поведение, эмоции, когнитивные функции – это рецепторы серпантинного типа. Через них, например, действуют такие широко известные регуляторы нервной системы, как серотонин, дофамин, меланокортин. Глубинные механизмы работы многих из этих рецепторов также были изучены Лефковицем и Кобилкой.

Какие чудеса они только не творили с рецепторами, чтобы раскрыть их тайны. Заменяли отдельные аминокислотные остатки, меняли местами целые куски рецепторов, создавали удивительные химеры и мутантные формы.

Они, как Микеланджело, ваяли новые, невиданные доселе структуры и образы, заставляли их работать, и доказывали этим правильность своих гипотез и воззрений.

В присуждении нынешней премии есть некая преемственность. 18 лет назад, в 1994 году, два выдающихся ученых Альфред Гилман (Alfred G. Gilman) и Мартин Родбелл (Martin Rodbell) также получили Нобелевскую премию за открытие гетеротримерных ГТФ-связывающих белков, называемых G-белками, и установление роли этих белков в сигнальной трансдукции. Уже тогда было показано, что G-белки являются вечными спутниками и главными партнерами рецепторов серпантинного типа.

И вот Лефковиц и Кобилка сделали нобелевскими теперь уже рецепторы серпантинного типа. Лефковиц, особенно в последние годы, сделал еще одно очень важное открытие – рецепторы и G-белки не одиноки в микромире и у них есть еще целая семья партнеров, называемых белками-регуляторами сопряженного с G-белками сигналинга. Открытие этих белков перевернуло многие современные представления о том, какие механизмы определяют селективность передачи гормонального сигнала в клетку, кто может облегчить или, напротив, запретить такую передачу. Эти белки – серые кардиналы сигнальной трансдукции. Но королями в ней, безусловно, являются рецепторы и G-белки.

В чем разница, а в чем схожесть работы научных групп Роберта Лефковица и Брайана Кобилки?

Я думаю о разнице между учеными говорить вообще не корректно. Все они разные, особенно гении. Но в их исследованиях, в их подходах много общих точек, много пересечений. Главная цель сегодняшних лауреатов – понять замысел Бога, закодированный в простой, но вместе с тем удивительно гибкой системе гормон-рецептор-G-белок. Они закрутили длинную аминокислотную цепь рецепторов в причудливый гептагеликальный трансмембранный канал, в который как ключ в замок входит молекула гормона. Они прочувствовали каждый сегмент рецептора, каждую его извилину и изгиб, каждую спираль и каждый поворот, и нашли каждому элементу его особое место в процессе воплощения скрытой в гормоне информации в жизненную силу клетки.

В пользу общности их научного пути свидетельствует не только много ранних совместных работ, но и статья, опубликованная в журнале Journal of Receptor and Signal Transduction Research в 2010 году, посвященная строению и функциональной роли олигомерных комплексов рецепторов серпантинного типа. Парадоксально, но эта статья родилась во время конференции в Каролинском институте в рамках Нобелевского форума.

Есть ли какие-то нерешенные проблемы в этой области?

Самое удивительное в их открытии – они показали, что мы находимся только в начале пути, ведущего к познанию сложнейшей системы передачи сигнала в клетку. Благодаря Лефковицу и Кобилке мы поняли некоторые механизмы, но еще не осознали общий замысел. До конца не известно, как работают адапторные и регуляторные белки, контролирующие функции рецепторов серпантинного типа и G-белков, только разрабатываются подходы для адресной активации внутриклеточных сигнальных каскадов, до конца не понятно, почему процесс сигнальной трасдукции протекает на порядки быстрее, чем это должно быть, исходя из представлений классической кинетики химических реакций.

Большая часть рецепторов вообще не изучена – имеется только полтора десятка рецепторов-счастливчиков, с которыми ведутся системные исследования. Геномы человека и других организмов буквально напичканы мистерами-Х, которые претендуют на роль рецепторов, но их жизненный путь и амплуа никому не ведомы.

Тысячи ученых во всем мире замерли в восхищении перед этой грандиозной Тайной. Чтобы ее постичь необходимо много ключей. Лефковиц и Кобилка дали нам часть из этих ключей, дали благодаря принципиально новой идеологии, новому взгляду на информационные врата клетки.

Что означает научные достижения двух лауреатов для простых людей? Какие лекарства уже разработаны? О лечении каких болезней может идти речь?

Я уже подчеркнул, что большинство лекарств так или иначе связаны с рецепторами серпантинного типа, а, значит, и с открытиями Лефковица и Кобилки. Соответственно, необычайно широк и спектр болезней, которые этими лекарствами уже лечат и еще будут лечить.

Новый уровень наших знаний о рецепторах позволит получить лекарства, которые будут еще более избирательными, что оградит нас от многих побочных эффектов, еще более эффективными, что позволит принимать их в более низких дозах, еще более дешевыми, что сделает их доступными для любого нуждающегося. Фармацевтические компании вкладывают миллиарды долларов в работы по созданию таких регуляторов рецепторов серпантинного типа, вследствие чего это одна из самых бурно развивающихся областей современной биохимии и фармакологии.

Если раньше лекарства искали путем бесконечного тестирования различных веществ, и КПД этого процесса было довольно низким, то благодаря последним достижениям в области сигнальной трансдукции появилась возможность моделировать новые химические структуры с заданными свойствами, способные селективно регулировать гормональные сигнальные системы. Это, собственно, и есть одна из областей современной биотехнологии.

Сигнальная трансдукция – это междисциплинарная область. В группах, руководимых Лефковицем и Кобилкой, рука об руку трудятся специалисты из различных областей знания – биохимики, молекулярные биологи, физики, математики, поскольку рецептор – это сложнейшая информационная машина. Все это свидетельствует о качественном изменении самого процесса разработки лекарств.

Хочется надеяться, что присуждение Нобелевской премии по химии специалистам в области сигнальной трансдукции подстегнет подобные исследования и в нашей стране, тем более что мы имеем те же рецепторы, те же болезни, которые требуют разработки и применения тех же лекарств.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Loading...

Главные новости

21:01 Источники рассказали о связанном с Россией «утреннем ритуале» Трампа
20:51 Дуров отверг обвинения в нейтральности к террористам
20:36 США показали снимок опасного сближения российского истребителя с разведчиком ВВС
20:13 Ректор Европейского университета ушел в отставку
19:59 Экспертиза МВД назвала возможным предотвращение наезда на мальчика в Балашихе
19:35 СК расследует гибель 11 детей в перинатальном центре Брянска
19:19 Дума одобрила законопроект о президентском фильтре для главы РАН
19:05 Госдума одобрила в первом чтении запрет анонимайзеров
18:46 НОД сорвал пресс-конференцию о пытках в колониях
18:31 Глава Роскомнадзора ответил Дурову «ВКонтакте»
18:30 Глава ФАС объявил об отказе от роуминга в России
18:01 Ройзман стал кандидатом в губернаторы Свердловской области
17:51 Полиция не проводила экспертизу на алкоголь у сбитого в Балашихе мальчика
17:51 СМИ назвали главные слова президентской кампании Путина
17:17 ЦИК выпустил разъяснение по поводу участия Навального в выборах
17:08 Более тысячи сотрудников Uber призвали вернуть прежнего гендиректора
16:33 Источники сообщили о разработке в США «цифровой бомбы» против России
16:23 В польском болоте нашли средневековый двуручный меч
16:16 Сечин: персональная помощь Ролдугину не оказывалась, хотя он ее заслуживает
16:09 Россияне стали на треть чаще расплачиваться картами
15:51 Дуров ответил на угрозы блокировки Telegram
15:37 Экономисты объяснили рост промышленности манипуляциями со статистикой
15:09 Пожар в лондонской высотке произошел из-за холодильника
14:52 СМИ рассказали о встрече депутатов с главой ФСБ
14:51 Летные способности птицы определяют форму ее яиц
14:42 Путин раздал поручения после прямой линии
14:21 Кадыров предложил Дурову и Роскомнадзору провести переговоры в Грозном
14:02 Путин поздравил выпускников через «ВКонтакте»
13:40 Госдума приняла закон о блокировке зеркал пиратских сайтов
13:21 Хакеры из РФ выставили на продажу данные десятков тысяч британских чиновников
13:05 Самолет ВМС США проследил за пусками российских ракет по целям в Сирии
12:47 При обрушении на угольной шахте в Коми погиб горняк
12:46 Минкомсвязь ответила на возможность блокировки Telegram
12:43 Астрономы напали на след еще одной планеты в Солнечной системе
12:30 Две трети детей российских миллионеров уехали учиться за границу
12:28 Белоруссия впервые за несколько лет разместила еврооблигации
12:05 Главред «Страна.ua» задержан по делу о вымогательстве
12:00 Деятельностью экс-депутата Дорошева заинтересовались в контрразведке
11:48 Дни промышленного дизайна пройдут в Сколково c 27 по 29 июня
11:45 Источник рассказал об обещании СК отпустить друга Шакро Молодого за 5 млн евро
11:23 Саудовцы и египтяне потребовали от Катара закрыть «Аль-Джазиру»
11:09 Подруга экс-лидера Южной Кореи получила три года тюрьмы
11:02 Минобороны показало новые удары крылатыми ракетами по целям в Сирии
10:47 Сотрудники ВЭБа получат премии в районе полумиллиона рублей
10:20 Роструд проверит работодателя погибших в канализации рабочих
10:17 В Лас-Вегасе арестовали ТЦ Тельмана Исмаилова
10:02 Россия ведет переговоры с Казахстаном и Киргизией об отправке их военных в Сирию
09:40 Отходы для полигона в Балашихе перераспределили на другие свалки
09:17 ВКС России дважды за день вылетали на перехват иностранных самолетов
09:17 СМИ рассказали о подготовке импичмента Порошенко
Apple Boeing Facebook Google IT NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Twitter аварии на железной дороге авиакатастрофа Австралия Австрия автопром администрация президента Азербайджан акции протеста Александр Лукашенко Алексей Кудрин Алексей Навальный Алексей Улюкаев алкоголь амнистия Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антимайдан Армения армия Арсений Яценюк археология астрономия атомная энергия аукционы Афганистан Аэрофлот баллистические ракеты банковский сектор банкротство Барак Обама Башар Асад Башкирия беженцы Белоруссия Белый дом Бельгия беспорядки бизнес биология ближневосточный конфликт бокс болельщики «болотное дело» большой теннис Борис Немцов Бразилия ВВП Великая Отечественная война Великобритания Венесуэла Верховная Рада Верховный суд взрыв взятка видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» видео «Полит.ру» визовый режим Виктор Янукович вирусы Виталий Мутко «ВКонтакте» ВКС Владивосток Владимир Жириновский Владимир Маркин Владимир Мединский Владимир Путин ВМФ военная авиация Волгоград ВТБ Вторая мировая война вузы выборы выборы губернаторов выборы мэра Москвы газовая промышленность «Газпром» генетика Генпрокуратура Германия ГИБДД ГЛОНАСС Голливуд гомосексуализм госбюджет Госдеп Госдума госзакупки гражданская авиация Греция Гринпис Грузия гуманитарная помощь гуманитарные и социальные науки Дагестан Дальний Восток деньги День Победы дети Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин доллар Домодедово Дональд Трамп Донецк допинг дороги России драка ДТП Евгения Васильева евро Евровидение Еврокомиссия Евромайдан Евросоюз Египет ЕГЭ «Единая Россия» Екатеринбург ЕСПЧ естественные и точные науки ЖКХ журналисты Забайкальский край закон об «иностранных агентах» законотворчество здравоохранение в России землетрясение «Зенит» Израиль Индия Индонезия инновации Интервью ученых интернет инфляция Ирак Ирак после войны Иран Иркутская область искусство ислам «Исламское государство» Испания история История человечества Италия Йемен Казань Казахстан казнь Калининград Камчатка Канада Киев кино Киргизия Китай Климат Земли, атмосферные явления КНДР Книга. Знание Компьютеры, программное обеспечение кораблекрушение коррупция космодром Восточный космос КПРФ кража Краснодарский край Красноярский край кредиты Кремль крушение вертолета Крым крымский кризис Куба культура Латвия ЛГБТ ЛДПР Левада-Центр легкая атлетика лесные пожары Ливия лингвистика Литва литература Лондон Луганск Малайзия МВД МВФ медиа медицина междисциплинарные исследования Мексика Мемория метро мигранты МИД России Минздрав Минкомсвязи Минкульт Минобороны Минобрнауки Минтранспорта Минтруд Минфин Минэкономразвития Минюст мировой экономический кризис «Мистраль» Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский МКС Молдавия Мосгорсуд Москва Московская область мошенничество музыка МЧС наводнение Надежда Савченко налоги нанотехнологии наркотики НАСА наука Наука в современной России «Нафтогаз Украины» недвижимость некоммерческие организации некролог Нерусский бунт нефть Нигерия Нидерланды Нобелевская премия Новосибирск Новые технологии, инновации Новый год Норвегия Нью-Йорк «Оборонсервис» образование обрушение ОБСЕ общественный транспорт общество ограбление Одесса Олимпийские игры ООН оппозиция опросы оружие отставки-назначения Пакистан палеонтология Палестинская автономия Папа Римский Париж ПДД педофилия пенсионная реформа Пентагон Петр Порошенко пищевая промышленность погранвойска пожар полиция Польша похищение права человека правительство Право правозащитное движение «Правый сектор» преступления полицейских преступность Приморский край происшествия публичные лекции Рамзан Кадыров РАН Революция в Киргизии Реджеп Эрдоган рейтинги религия Реформа армии РЖД ритейл Роскомнадзор Роскосмос Роспотребнадзор Россельхознадзор Российская академия наук Россия Ростов-на-Дону Ростовская область РПЦ рубль русские националисты РФС Санкт-Петербург санкции Саудовская Аравия Сахалин Сбербанк Свердловская область связь связь и телекоммуникации Севастополь сельское хозяйство сепаратизм Сербия Сергей Лавров Сергей Собянин Сергей Шойгу Сирия Сколково Славянск Следственный комитет следствие смартфоны СМИ Совбез ООН Совет по правам человека Совет Федерации сотовая связь социальные сети социология Социология в России Сочи Сочи 2014 «Спартак» спецслужбы «Справедливая Россия» спутники СССР Ставропольский край стихийные бедствия Стихотворения на случай страхование стрельба строительство суды суицид США Таджикистан Таиланд Татарстан театр телевидение телефонный терроризм теракт терроризм технологии транспорт туризм Турция тюрьмы и колонии убийство УЕФА Украина Условия труда ФАС Федеральная миграционная служба физика Филиппины Финляндия ФИФА фондовая биржа фоторепортаж Франсуа Олланд Франция ФСБ ФСИН ФСКН футбол Хабаровский край хакеры Харьков Хиллари Клинтон химическое оружие хоккей хулиганство Центробанк ЦИК Цикл бесед "Взрослые люди" ЦСКА Челябинская область Чехия Чечня ЧМ-2018 шахты Швейцария Швеция школа шоу-бизнес шпионаж Эбола Эдвард Сноуден экология экономика экономический кризис экстремизм Эстония Южная Корея ЮКОС Юлия Тимошенко ядерное оружие Япония

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129343, Москва, проезд Серебрякова, д.2, корп.1, 9 этаж.
Телефон: +7 495 980 1894.
Стоимость услуг Полит.ру
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.