Искусственный рецептор

      Комментарии к записи Искусственный рецептор отключены

Искусственный рецептор

Живые клетки могут страно совершенно верно распознавать внешние регуляторные сигналы и адекватно реагировать на них. Сигналы смогут приходить, к примеру, в виде химических соединений (гормонов, факторов роста, токсинов). В этом случае клетка выявит кроме того малые их количества при помощи особых белков-рецепторов, расположенных во внешней (плазматической) мембране.

Выявив сигнал, рецепторы передают данные вовнутрь клетки, где она многократно улучшается и ведет к тому либо иному клеточному ответу. Ничего необычного, что нанотехнологи неравнодушны к клеточным рецепторам

Самое бессчётное семейство рецепторов – рецепторы, которые связаны с G-белками, либо GPCR (G-protein-coupled receptors). Они могут распознавать широкий спектр химических соединений, а также многие лекарства, наркотики и яды (как раз благодаря такому узнаванию эти вещества оказывают собственный эффект на организм). Но по окончании распознавания лиганда GPCR передают сигнал в форме, эргономичной только для живой клетки, и совсем не удобной для исследователей – в виде активированных G-белков.

В этом смысле более эргономичны ионные каналы (это также белки). Они пронизывают клеточную мембрану полностью и смогут или пропускать, или не пропускать через нее те либо иные ионы. Открытое либо закрытое состояние канала напрямую связано с потенциалом на мембране, что возможно измерить.

Рисунок 1. Принцип работы химерного рецептора, связанного с ионным каналом. А. Природный трансмембранный GPCR связывает лиганд снаружи клетки, и это ведет к трансформации его активации и конформации G-белка в клетки. B. В созданном ICCR связывание лиганда ведет к совершенно верно таким же трансформациям в рецепторе, но сейчас именно поэтому раскрывается калиевый канал

Французские ученые решили совместить GPCR и АТФ-зависимый калиевый канал (рисунок 1). Взятую конструкцию назвали ICCR: ion-channel-coupled receptor; рецептор, который связан с ионным каналом. В качестве лиганд-выясняющей части забрали человеческий GPCR M2, природным лигандом которого есть ацетилхолин, а антагонистом – атропин. Ту часть M2, которая в норме связана с G-белком, отрезали.

Вместо нее к белку «пришили» часть АТФ-зависимого калиевого канала, которая есть фактически ионным каналом (регуляторную субъединицу наряду с этим выкинули совсем). Сейчас данный ионный канал должен был стать не АТФ-зависимым, а ацетилхолин/атропин-зависимым.

Рисунок 2. Добавление ацетилхолина ACh ведет к открыванию калиевых каналов. Добавление бария блокирует калиевые каналы, как и должно быть

Исследователи продуцировали химерный рецептор в клетках лягушки. Как видно из рисунка 2, добавление ацетилхолина вправду приводило к открыванию калиевых каналов. Одновременно с этим атропин действовал противоположным образом: M2 (по всей видимости) переходил в неактивную форму, и калиевые каналы закрывались (рисунок 3).

Так, в взятом ICCR калиевый канал есть электрическим детектором активности рецептора M2 – что, без сомнений, открывает превосходные возможности. Благодаря созданному рецептору возможно изучить влияние разных агонистов и антагонистов ацетилхолина на активность рецептора M2, другими словами изучать и предвещать их физиологическое воздействие. Напрямую преобразуя химическую данные в электрический сигнал, ICCR есть наглядной демонстрацией возможностей биоподражательной нанотехнологии.

Рисунок 3. Противонаправленное воздействие атропина и ацетилхолина

Работа «Coupling ion channels to receptors for biomolecule sensing» размещена в Nature Nanotechnology. Авторы, тем временем, не собираются останавливаться на одном частном случае GPCR. Они говорят о возможности создания библиотек всевозможных GPCR, которые связаны с ионными каналами, каковые будут пригодны для диагностических целей, создания систем и поиска лекарств детектирования.

Размещено в NanoWeek,

  • Прошлая статья: «Пальчики» поведают о наркотиках
  • Следующая статья: Создан микросенсор для определения мальмонеллы в пищевых продуктах

Vu+ Ultimo 4K | Receptor de Satélite Linux Enigma2 | Análisis en Español


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: