El mecanismo por el cual se unen las proteínas a sus respectivos receptores y como este mecanismo implica una posible mejora en los efectos secundarios de fármacos.
Investigadores de Charité - Universitätsmedizin Berlin han estado estudiando dos proteínas que juegan un papel vital en muchos procesos corporales. El objetivo de la investigación fue establecer cómo los receptores acoplados a proteína G (GPCR) y la arrestina forman complejos.
La familia de GPCR humana consta de casi mil tipos diferentes de proteínas de membrana, la mayoría involucradas en procesos sensoriales y neuronales. Los resultados de esta investigación, que se ha publicado en la edición actual de la revista Nature Communications , identifican un elemento de unión crítico previamente desconocido para la interacción arrestina-GPCR.
Como objetivos fundamentales de los medicamentos, los receptores acoplados a proteínas G son responsables de la eficacia de casi la mitad de todos los medicamentos recetados en la actualidad.
Los GPCR son proteínas integrales de membrana que controlan y modulan el procesamiento de estímulos sensoriales y fisiológicos, como los relevantes para nuestra vista y gusto, o aquellos involucrados en el control de nuestra frecuencia cardíaca.
Las arrestinas juegan un papel clave en el control de la actividad y la transducción de señales de los GPCR dentro de las células del cuerpo.
"Los GPCR son el objetivo de una amplia variedad de tratamientos basados en medicamentos, por lo que es tan importante para nosotros comprender su estructura y función, y comprender completamente cómo estas proteínas de membrana interactúan a nivel molecular. Para desarrollarnos mejor medicamentos con menos efectos secundarios, este conocimiento es necesario ", explica la Dra. Martha Sommer, quien preside el Grupo de Trabajo Arrestin en el Instituto de Física Médica y Biofísica de Charité.
Algunos de los efectos secundarios que ocurren con ciertos medicamentos (como los medicamentos a base de morfina) son el resultado de vías de señalización dependientes de la arrestina.
La estrecha observación de los investigadores de las interacciones entre las arrestinas y los GPCR arrojó conclusiones cruciales. "Nos preguntamos cómo logran encontrarse estas dos proteínas y qué sucede cuando se unen para formar un complejo. La estructura cristalina reciente de un complejo GPCR-arrestina nos llevó a preguntarnos si una sección de arrestina llamada C-edge podría interactuar con la membrana adyacente al GPCR ", explica el Dr. Sommer.
"Utilizando una combinación de simulaciones por ordenador, que realizamos en colaboración con la Dra. Jana Selent de la UPF Barcelona, y espectroscopia de fluorescencia dirigida al sitio, pudimos mostrar que los bucles dentro del borde C de la arrestina se unen a la membrana.
Una mejor comprensión de las interacciones GPCR-arrestina es esencial si queremos desarrollar fármacos con menos efectos secundarios. El equipo del Dr. Sommer ya ha comenzado a explorar el papel de la membrana en la estructura y las interacciones dentro del complejo GPCR-arrestina.
El equipo del Dr. Sommer ya ha comenzado a explorar el papel de la membrana en la estructura y las interacciones dentro del complejo GPCR-arrestina.
Más información: Ciara C M. Lally et al, Los bucles de la arrestina en el borde C funcionan como un ancla de membrana, Nature Communications (2017). DOI: 10.1038 / ncomms14258
Nota original: Charité - Universitätsmedizin Berlin