12 декабря 2019, четверг, 07:16
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

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

Главные новости

06:53 BlaBlaCar начал продажу автобусных билетов
06:02 «Матрица-4» с Киану Ривзом выйдет в кино в мае 2021 года
05:31 В Краснодарском крае разбился вертолет Ми-28Н. Экипаж вертолета погиб
11.12 21:53 Эд Ширан стал лучшим артистом десятилетия по версии Official Charts
11.12 21:49 Глава аппарата Мосгордумы назвал депутатов «мудаками». Он не заметил, что микрофон включен
11.12 20:17 YouTube усилит цензуру видеороликов
11.12 19:34 Олег Соколов предложил выплатить компенсацию семье убитой им аспирантки с доходов от книги о Наполеоне
11.12 19:02 Садовник в Италии нашел похищенную картину Климта
11.12 18:27 «Мемориал» признал Владислава Синицу политзаключенным. Его осудили на пять лет за твит
11.12 17:55 Кадыров обвинил Александра Сокурова в разжигании розни. Режиссер усомнился, достоин ли тот звания Героя России
11.12 17:46 Новый председатель СПЧ выступил против амнистии фигурантов «московского дела»
11.12 17:23 Иван Голунов подал заявление в ФСБ на полицейских
11.12 17:09 У берегов Японии найден пропавший полтора месяца назад российский катер
11.12 16:30 Time назвал Грету Тунберг человеком года
11.12 16:18 Создатели популярного антивируса Avast продавали информацию пользователей с 2013 года
11.12 15:59 ФБК подал документы на исключение из списка иностранных агентов и через день получил новый платеж из-за границы
11.12 15:32 Совет Федерации одобрил отмену «внутрибанковского роуминга»
11.12 15:28 Китайский мигрант попробовал перебраться через границу США в стиральной машине
11.12 14:50 Число жертв в перестрелке в Нью-Джерси выросло до 6 человек, в том числе убит полицейский
11.12 14:15 ФСБ задержала сторонника «Правого сектора» при попытке теракта в Мурманске
11.12 14:13 Любимое платье принцессы Дианы продали за $313 тыс. на лондонском аукционе
11.12 13:52 ТАСС: в 2022 году порог беспошлинного ввоза интернет-покупок снизится до €20
11.12 13:38 США остановили обучение всех военнослужащих из Саудовской Аравии
11.12 13:30 Бабушки-косатки увеличивают шансы внуков на выживание
11.12 13:29 На российском телевидении впервые покажут «Слугу народа» с Зеленским
11.12 13:08 Конституционный суд заставил московские власти выделить жилье жертвам репрессий
11.12 12:40 Под Владивостоком столкнулись 48 автомобилей
11.12 12:00 Сатурн наделил свой спутник Энцелад «тигровыми полосами»
11.12 11:46 ЛГБТ-активистке Юлии Цветковой назначили штраф 50 тыс. рублей
11.12 11:28 В Канаде совершил полет первый в мире электрический самолет
11.12 11:04 Напавшего на дом Памфиловой отправят в психбольницу
11.12 11:00 Археологи нашли на территории Омана древнеегипетский амулет «око Гора»
11.12 10:32 Боксеры сборной России отказались выступать на Олимпиаде под нейтральным флагом
11.12 10:13 В Москве прощаются с Юрием Лужковым
11.12 09:42 В России появился хайтек-омбудсмен. Это топ-менеджер фонда дочери Путина
11.12 09:28 На якутского шамана Габышева завели дело о насилии над представителем власти
11.12 08:19 Гендиректор «Метростроя» арестован в Петербурге по делу о присвоении и растрате
11.12 08:00 Новость из прошлого: 11 декабря 1999 года – Путин: на Северном Кавказе не война, а борьба с террористами
11.12 07:41 Компания Facebook отказалась предоставить властям США доступ к зашифрованным сообщениям
11.12 06:56 США ввели санкции против главы УМВД РФ по Грозному Аслана Ирасханова
11.12 05:54 Российские книгоиздатели просят признать Telegram пиратским ресурсом
10.12 23:40 Премию «Большая книга» получили авторы биографии Венедикта Ерофеева
10.12 21:51 Компания Apple начала продажу нового Mac Pro, топовая комплектация стоит более $52 тыс.
10.12 21:02 Издатель «Тинькофф-журнала» Александр Рай погиб при трагических обстоятельствах
10.12 20:44 Девятилетний вундеркинд не смог закончить университет из-за конфликта с ректором
10.12 20:02 Российский депутат арестован за торговлю наркотиками. Он продавал запрещенные вещества в подъезде
10.12 19:37 Twitter назвал самые обсуждаемые темы и персоны 2019 года
10.12 19:26 Главой Финляндии стала молодая женщина
10.12 18:31 Операторы связи купили оборудование за 10 млрд рублей для «закона Яровой»
10.12 17:40 В Петербурге 7 мужчин избили 18-летнюю девушку из-за внешнего вида
«АвтоВАЗ» «ВКонтакте» «Газпром» «Зенит» «Мемориал» «Мистраль» «Оборонсервис» «Роснефть» «Спартак» «Яблоко» Абхазия Австралия Австрия Азербайджан Антимайдан Аргентина Арктика Армения Афганистан Аэрофлот Башкирия Белоруссия Бельгия Бразилия ВВП ВКС ВМФ ВПК ВТБ ВЦИОМ Ватикан Великобритания Венгрия Венесуэла Владивосток Внуково Волгоград ГИБДД ГЛОНАСС Генпрокуратура Германия Голливуд Госдеп Госдума Греция Гринпис Грузия ДТП Дагестан Домодедово Донецк ЕГЭ ЕСПЧ Евровидение Еврокомиссия Евромайдан Евросоюз Египет Екатеринбург ЖКХ Израиль Ингушетия Индия Индонезия Интерпол Ирак Иран Испания Италия Йемен КНДР КПРФ Казань Казахстан Калининград Камчатка Канада Каталония Кемерово Киев Кипр Киргизия Китай Коми Конституция Кремль Крым Куба Курилы ЛГБТ ЛДПР Латвия Ливия Литва Лондон Луганск МВД МВФ МГУ МКС МОК МЧС Малайзия Мексика Минздрав Минкомсвязи Минкульт Минобороны Минобрнауки Минпромторг Минсельхоз Минск Минтранспорта Минтруд Минфин Минэкономразвития Минэнерго Минюст Молдавия Мосгордума Мосгорсуд Москва НАСА Нигерия Нидерланды Новосибирск Норвегия ОБСЕ ООН ОПЕК Одесса ПДД Пакистан Паралимпиада Париж Пентагон Польша Приморье РАН РЖД РПЦ РФС Росавиация Росгвардия Роскомнадзор Роскосмос Роспотребнадзор Россельхознадзор Россия Росстат СМИ СССР США Сахалин Сбербанк Севастополь Сербия Сирия Сколково Славянск Сочи Таджикистан Таиланд Татарстан Трансаэро Турция УЕФА Узбекистан Украина ФАС ФБР ФИФА ФСБ ФСИН ФСКН Филиппины Финляндия Франция Харьков ЦИК ЦРУ ЦСКА Центробанк Чехия Чечня Швейцария Швеция Шереметьево Эбола Эстония ЮКОС Якутия Яндекс Япония авиакатастрофа автопром алкоголь амнистия арест армия археология астрономия аукционы банкротство беженцы бензин беспилотник беспорядки биатлон бизнес бокс болельщики вандализм взрыв взятка вирусы вузы выборы гаджеты генетика гомосексуализм госбюджет госзакупки госизмена деньги дети доллар допинг драка евро журналисты законотворчество землетрясение изнасилование импорт инвестиции инновации интернет инфляция ипотека искусство ислам исследования история казнь кино кораблекрушение коррупция космос кража кредиты культура лингвистика литература математика медиа медицина метро мигранты монархия мошенничество музыка наводнение налоги нанотехнологии наркотики наука недвижимость нейробиология некролог нефть образование обрушение общество ограбление оппозиция опросы оружие офшор палеонтология педофилия пенсия пиратство планетология погранвойска пожар полиция похищение правительство право православие преступность продовольствие происшествия ракета рейтинги реклама религия ретейл робототехника рубль санкции связь сепаратизм следствие смартфоны социология спецслужбы спутники статистика страхование стрельба строительство суды суицид тарифы театр телевидение теракт терроризм технологии транспорт туризм убийство фармакология физика фоторепортаж футбол хакеры химия хоккей хулиганство цензура школа шпионаж экология экономика экспорт экстремизм этология «Единая Россия» «Исламское государство» «Нафтогаз Украины» «Правый сектор» «Северный поток» «Справедливая Россия» «болотное дело» Александр Лукашенко Александр Новак Александр Турчинов Алексей Кудрин Алексей Навальный Алексей Улюкаев Амурская область Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антон Силуанов Аркадий Дворкович Арсений Яценюк Астраханская область Барак Обама Басманный суд Башар Асад Белый дом Борис Немцов Бутовский полигон Валентина Матвиенко Верховная Рада Верховный суд Виктор Янукович Виталий Мутко Владимир Жириновский Владимир Зеленский Владимир Маркин Владимир Мединский Владимир Путин Вячеслав Володин Дальний Восток День Победы Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин Дональд Трамп Евгения Васильева Забайкальский край Интервью ученых Ирина Яровая Иркутская область История человечества Калужская область Кирилл Серебренников Кировская область Конституционный суд Космодром Байконур Краснодарский край Красноярский край Ксения Собчак Ленинградская область МИД России Мария Захарова Михаил Прохоров Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский Московская область Мурманская область Надежда Савченко Наталья Поклонская Нижний Новгород Николас Мадуро Нобелевская премия Новосибирская область Новый год Олимпийские игры Ольга Голодец Павел Дуров Палестинская автономия Папа Римский Первый канал Пермский край Петр Порошенко Почта России Приморский край Рамзан Кадыров Реджеп Эрдоган Республика Карелия Ростовская область Саратовская область Саудовская Аравия Свердловская область Сергей Лавров Сергей Нарышкин Сергей Полонский Сергей Собянин Сергей Шойгу Следственный комитет Совбез ООН Совет Федерации Ставропольский край Счетная палата Тереза Мэй Франсуа Олланд Хабаровский край Хиллари Клинтон Человек дня Челябинская область Черное море Эдвард Сноуден Элла Памфилова Эльвира Набиуллина Южная Корея Юлия Тимошенко Юрий Чайка авторское право администрация президента акции протеста атомная энергия баллистические ракеты банковский сектор биология большой теннис визовый режим военная авиация выборы губернаторов газовая промышленность гражданская авиация гуманитарная помощь декларации чиновников дороги России информационные технологии климат Земли компьютерная безопасность космодром Восточный крушение вертолета легкая атлетика лесные пожары междисциплинарные исследования мобильные приложения морской транспорт некоммерческие организации общественный транспорт патриарх Кирилл пенсионная реформа пищевая промышленность права человека правозащитное движение преступления полицейских публичные лекции российское гражданство русские националисты русский язык сельское хозяйство сотовая связь социальные сети стихийные бедствия телефонный терроризм уголовный кодекс фигурное катание финансовый рынок фондовая биржа химическое оружие эволюция экономический кризис ядерное оружие Великая Отечественная война Вторая мировая война Ирак после войны Ким Чен Ын Революция в Киргизии Российская академия наук Стихотворения на случай Федеральная миграционная служба Федеральная таможенная служба борьба с курением выборы мэра Москвы здравоохранение в России связь и телекоммуникации тюрьмы и колонии Совет по правам человека аварии на железной дороге естественные и точные науки закон об «иностранных агентах» компьютеры и программное обеспечение видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» Новые технологии, инновации Сочи 2014 рейтинг Forbes Кабардино-Балкария Левада-Центр Нью-Йорк Санкт-Петербург отставки-назначения шоу-бизнес Ростов-на-Дону ЧМ-2018 Книга. Знание ВИЧ/СПИД Apple Bitcoin Boeing Facebook G20 Google iPhone IT NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Telegram Twitter Wikileaks

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. 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, 1998–2019.