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Le modèle de Rotation fournit l'explication du mécanisme de lancement de ligand des récepteurs dimères

« Ce « modèle de rotation », qui a effectué le panneau de BioEssays, représente une véritable variation de paradigme dans le gisement de récepteur de membrane, » Prof. indiqué Pierre De Meyts, un chercheur illustre de l'insuline et du récepteur grippant pour presque le demi-siècle et un des vérificatrices du papier par Prof. Ichiro Maruyama, la tête de l'Ensemble De Traitement De L'information de Biologie à l'Institut de l'Okinawa de l'Université de Diplômé de Science et Technologie (OIST).

Basé sur la méta-analyse de plus de 100 études des récepteurs à la surface de la cellule de transmembrane, ainsi que sa propre recherche, Prof. Maruyama proposé un modèle neuf pour l'activation des récepteurs -- le « modèle de rotation ». Si le modèle prouve correct, il mènera aux changements importants dans moléculaire et biologie cellulaire, biochimies, et l'industrie pharmaceutique.

Transmission de Cellules avec le Monde Extérieur

Des teneurs de Cellules sont séparés et protégés contre l'environnement externe par des membranes cellulaires. La Survie et la reproduction des organismes vivants dépendent de la perception correcte et du traitement des signes environnementaux. Les Récepteurs à la surface de la cellule sont des protéines encastrées dans la membrane cellulaire. Ils sont responsables de la transmission entre la cellule et tout autour de lui.

Ces récepteurs sont hautement spécialisés et répondent seulement aux molécules particulières, ignorant tous les autres. Par Conséquent, il y a beaucoup de différents genres de récepteurs. Par exemple, les êtres humains ont au-dessus de mille encodé en leur génome. Cependant, le mécanisme de base du lancement est le même pour tous les récepteurs : un ligand -- par exemple une hormone, un facteur de croissance, une cytokine, ou un élément nutritif -- grippages au récepteur et aux changements de déclencheurs du métabolisme et de l'activité des cellules.

Le grippement de Ligand est un procédé biologique très de base essentiel à tous les fonctionnements d'un organisme vivant. Le lancement Anormal des récepteurs est souvent impliqué dans les cancers, et de développement et les maladies mentales. Par Conséquent, la compréhension du grippement de ligand est essentielle pour la recherche pharmaceutique et peut avoir comme conséquence de meilleurs médicaments -- abaissez les doses, l'efficacité plus grande, et moins effets secondaires.

Les Médicaments sont essentiellement des molécules qui peuvent agir l'un sur l'autre avec des récepteurs et participer au grippement de ligand, déclenchant des réactions désirées de cellules. Les Médicaments souvent imitent les ligands naturels et peuvent être vus en tant que travailleurs à temps partiel remplaçant les membres du personnel qui n'ont pas révélé au travail. Qui veut les travailleurs qui ne font pas ce qu'elles ont été embauchées pour faire ?

Le Vieux « Modèle de Dimérisation »

Selon le modèle précédent de « dimérisation », avant les récepteurs obligatoires de ligand existez en forme monomérique. Entrez En Contact avec des récepteurs de demandes d'un ligand pour gripper ensemble pour former un dimère -- un récepteur fonctionnel et composé comportant deux structurellement monomères assimilés.

Prof. Maruyama est en désaccord : « Si les récepteurs existaient en forme monomérique il serait nuisible à la cellule ». Les Membranes des cellules animales ne sont pas solides et à la température corporelle normale ressemblez à l'huile végétale dans la régularité. Les Protéines, le cholestérol, et d'autres substances composant la mosaïque de la membrane sont libres pour déménager en travers de elle. Les collisions Irrégulières des récepteurs monomériques ont pu les lancer faute de ligand. « Mais la nature est intelligente, » il dit, « pour cette raison, les récepteurs doit être des dimères avant de gripper de ligand. » Et, en effet, la recherche précédente a prouvé que les récepteurs tyrosine kinase, par exemple récepteurs d'insuline, et les récepteurs de cytokine, par exemple récepteurs d'hormone de croissance, existent en forme dimère même faute de ligands.

Le « Modèle de Rotation »

Le « modèle de rotation » de Prof. Maruyama fournit une explication du mécanisme de lancement de ligand des récepteurs dimères. Il examine plusieurs récepteurs bien étudiés -- le récepteur bactérien d'aspartate (Goudron), le récepteur du facteur de croissance épidermique humain (EGFR), et l'être humain cerveau-ont dérivé le récepteur de neurotrophin (BDNFR) -- et arrive à une conclusion cette ils que tous ont les constitutions chimiques assimilées avec ou sans leurs ligands correspondants. Leurs régions de transmembrane, qui enjambent la membrane cellulaire, sont susceptibles de tourner sur leurs longues haches, perpendiculaires à la membrane.

Le Ligand grippant à la pièce extracellulaire du récepteur induit la rotation de la région de la transmembrane du récepteur à l'intérieur de la membrane cellulaire, et ce faisant, réglemente son activité à l'intérieur de la cellule. La souplesse de la protéine change également dans le procédé. Avant le grippement de ligand, l'extrémité externe du récepteur est flexible, alors que la partie intérieure est moins flexible. Après le grippement de ligand, la partie extracellulaire détruit la souplesse tandis que la partie intracellulaire la gagne. La souplesse est pilotée par l'énergie thermique fournie par la température corporelle de l'organisme.

Prof. Maruyama propose que la rotation de la région de la transmembrane d'un récepteur exige moins d'énergie que le mouvement transversal des récepteurs monomériques à l'intérieur de la membrane liquide proposée par la « théorie de dimérisation ». Considérant que la nature tend à choisir des designs de rendement optimum, c'est un argument plus persuasif en faveur de modèle de Prof. Maruyama.

Prof. De Meyts s'assure que « Prof. Maruyama effectue un cas d'une façon convaincante que ce [modèle de dimérisation] est incorrect, et qu'en fait, de nombreux récepteurs de membrane cellulaire pre-dimerized dans la membrane et sont lancés allosterically par gripper de ligand. »

Source : Institut de l'Okinawa d'Université de Diplômé de la Science et Technologie (OIST)