گیرنده‌های مرتبط با پروتئین G هدف اصلی تعداد زیادی از داروها هستند.
اکنون دانشمندان مرکز Wurzburg قادر به نشان دادن دقیق نحوه عملکرد این گیرنده‌ها در درون سلول هستند.
ژنوم انسانی هزاران گیرنده‌ی مرتبط با پروتئین (GPCRs) را رمزگذاری می‌کند. این نوع گیرنده‌ها، بزرگترین گروه گیرنده‌ها را برای اعمال عملکردهای هورمونها و نوروترنسمیترها بر سلولها تشکیل می‌دهند. بنابراین آنها از اهمیت بسیاری بعنوان هدفهای داروها برخوردار هستند: نزدیک به نیمی از داروهای تجویزشده بر روی این گیرنده‌ها عمل می‌کنند- و بدین ترتیب GPCRs در درمان بیماری‌های گسترده‌ای چون هایپرتنشن، آسم یا پارکینسون یاری رسان هستند.
مقاله مرتبط: مکانیسم جدیدی برای داروی نارسایی قلبی کشف شده‌است
برای مدت زمان طولانی دانشمندان بر این باور بودند GPCRs بر روی سطح سلول واقع شده و تنها از آنجا توسط فعال کردن آبشارهای پیام رسان متنوعی، فعالیت سلول را تحت تاثیر قرار می‌دادند. این باور توسط رشته مطالعات اخیر دگرگون شد. این مطالعات نشان می‌دهند GPCRs در درون سلول نیز فعال هستند. محققان به رهبری پروفسور دیوید کالبیرو از انستیتو فارماکولوژی و سم شناسی و تصویربرداری زیستی دانشگاه Wurzburg حمایت بسیاری از این نظریه فراهم کرده‌اند. نتایج فعالیت آنها در نسخه کنونی نشریه Nature Communications ارائه شده‌است.
در شرایط عادی، گیرنده‌های مرتبط با پروتئین G تا زمان اتصال یک هورمون و یا نوروترنسمیتر برای فعالسازی آنها، در سطح سلول قرار می‌گیرند. سپس پیام بطور عمده توسط تولید یک پیامبر ثانویه مانند آدنوزین مونوفسفات حلقوی (cAMP) به درون سلول منتقل می‌شود. این پیامبر ثانویه به نوبه‌ی خود، در تنظیم تعداد زیادی از عملکردهای سلولی مانند رونویسی ژن و تقسیم سلولی دخیل است.
گیرنده‌ها در درون سلول نیز فعال هستند
دیوید کالبیرو می‌گوید: “اولین نشانه مبنی بر آغاز تولید cAMP در درون سلول توسط GPCRs از دو مطالعه گیرنده‌های هورمون پروتئینی بدست آمد.” او و تیمش مسئول یکی از این مطالعات بودند؛ آنها یک گیرنده مهم را برای تولید هورمونهای تیروئیدی (که گیرنده هورمون محرک تیروئیدی نام نهادند) مورد بررسی قرار دادند.
او همچنین اذعان داشت: “آن مطالعات بطور مستقل نشان دادند GPCRs قادر به تحریک یک فاز مداوم ثانویه تولید cAMP در درون سلول هستند.” در حقیقت این پدیده از لحاظ زیستی مرتبط است، با این حال مکانیسم اصلی بطور وسیعی ناشناخته بود.
طی مطالعه اخیر محققان دانشگاه Wurzburg بهمراه همکارانی از دانشگاه بیرمنگام موفق به رمزگشایی رویدادهای درون سلول شدند. بعنوان بازیگر اصلی این فرآیند، آنها به شناسایی TGN، شبکه‌ای از توبولها و وزیکلهای مرتبط با مجموعه گلژی، پرداختند. این، قسمتی از سلول است که پروتئینهای تازه سنتزشده به وزیکلهای انتقالی متفاوتی که آنها را به موقعیتهای تحت سلولی نهایی‌شان منتقل می‌کنند، دسته‌بندی می‌شوند.
کالبیرو بیان می‌دارد: “داده‌های جدید ما نشان می‌دهند TGN پلتفرم مهمی برای فعالیت گیرنده‌های مرتبط با پروتئین G است.”
طبق گفته دانشمندان، مطالعه آنها مکانیسم جدیدی که اثرات پیام رسانی GPCRs را در درون سلول شرح می‌دهد، نشان می‌دهد.
مکانیسم پیام رسانی GPCRs در درون سلول
مکانیسم جدید برای پیام رسانی GPCRs در سلولهای تیروئیدی می‌تواند بصورت زیر خلاصه شود:
بمحض اتصال TSH، گیرنده‌های TSH توسط سلول اینترنالیزه شده و به شبکه ترانس- گلژی منتقل می‌شوند. در آن محل، گیرنده‌ها تولید cAMP را تحریک و آنزیم دیگری (پروتئین کیناز A) را فعال می‌کنند. بدلیل وقوع این رخدادها در نزدیکی هسته، محل ذخیره اطلاعات ژنتیکی سلول، آنها رونویسی ژن را تنظیم می‌کنند.
کالبیرو با اطمینان تمام همزمان با ارائه مدلی که قادر به شرح عملکرد GPCRs در درون سلولهای ما است، تایید می‌کنند: “این مطالعه یک گام روبه‌جلوی قابل ملاحظه را نشان می‌دهد.” این نتایج جدید می‌توانند به ایجاد داروهای خلاقانه برای بیماری‌های انسانی متنوعی که بطور مخصوص برداشت گیرنده یا عملرد آن در TGNرا هدف قرار می‌دهند، منجر شود.
