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El modelo de la Rotación proporciona a la explicación del mecanismo de la activación del ligand de receptores diméricos

“Este “modelo de la rotación”, que hizo la tapa de BioEssays, representa una rotación verdadera del paradigma en el campo del receptor de la membrana,” declaró a Profesor Pierre De Meyts, investigador renombrado de la insulina y del receptor casi que ataban para el medio siglo y uno de los revisores del papel de Profesor Ichiro Maruyama, el jefe de la Unidad de la Biología de la Tratamiento de la Información en el Instituto de Okinawa de la Universidad Graduada de la Ciencia y de la Tecnología (OIST).

De Acuerdo con meta-análisis sobre de 100 estudios de los receptores de la célula-superficie de la transmembrana, así como su propia investigación, Profesor Maruyama propuso un modelo nuevo para la activación del receptor -- el “modelo de la rotación”. Si el modelo prueba correcto, llevará a los cambios importantes en molecular y biología celular, bioquímica, y la industria farmacéutica.

Comunicación de la Célula con el Mundo Exterior

El contenido de Célula es separado y protegido contra el ambiente externo por las membranas celulares. La Supervivencia y la reproducción de organismos vivos dependen de la opinión y del tramitación apropiados de señales ambientales. los receptores de la Célula-Superficie son proteínas embutidas en la membrana celular. Son responsables de la comunicación entre la célula y todo alrededor de él.

Estos receptores son sumamente especializados y responden solamente a las moléculas específicas, ignorando todos los demás. Por Lo Tanto, hay muchas diversas clases de receptores. Por ejemplo, los seres humanos tienen sobre mil codificado en su genoma. Sin Embargo, el mecanismo básico de la activación es lo mismo para todos los receptores: un ligand -- por ejemplo una hormona, un factor de incremento, un cytokine, o un alimento -- lazos al receptor y a los cambios de los disparadores en el metabolismo y la actividad de la célula.

El atascamiento del Ligand es un proceso biológico muy básico crucial a todas las funciones de un organismo vivo. La activación Anormal de receptores se implica a menudo en cánceres, y enfermedades de desarrollo y mentales. Por Lo Tanto, la comprensión del atascamiento del ligand es esencial para la investigación farmacéutica y puede dar lugar a mejores drogas -- baje las dosis, la mayor eficacia, y menos efectos secundarios.

Las Drogas son esencialmente las moléculas que pueden obrar recíprocamente con los receptores y participar en el atascamiento del ligand, accionando reacciones deseadas de la célula. Las Drogas imitan ligands naturales y se pueden a menudo ver como trabajadores a tiempo parcial que substituyen para los miembros del personal que no aparecieron al trabajo. ¿Quién quiere a los trabajadores que no hacen lo que él fue empleada para hacer?

El Viejo “Modelo de la Dimerización”

Según el modelo anterior de la “dimerización”, antes de los receptores obligatorios del ligand exista en formulario monomérico. Haga Contacto Con con los receptores de las guías de un ligand para vincular para formar un dimero -- un receptor funcional, compuesto que comprende dos estructural monómeros similares.

Profesor Maruyama discrepa: “Si los receptores existieran en formulario monomérico sería dañino a la célula”. Las Membranas de las células animales no son sólidas y en la temperatura del cuerpo normal aseméjese al aceite vegetal en estado coherente. Las Proteínas, el colesterol, y otras substancias que componen el mosaico de la membrana están libres de moverse a través de él. Las colisiones Al Azar de receptores monoméricos podían activarlos en ausencia de un ligand. “Solamente la naturaleza es elegante,” él dice, “por lo tanto, los receptores debe ser dimeros antes de atar del ligand.” Y, la investigación anterior ha mostrado de hecho que las cinasas de la tirosina del receptor, e.g receptores de la insulina, y los receptores del cytokine, e.g receptores de la hormona de incremento, existen en formulario dimérico incluso en ausencia de ligands.

El “Modelo de la Rotación”

El “modelo de la rotación” de Profesor Maruyama proporciona a una explicación del mecanismo de la activación del ligand de receptores diméricos. Él examina varios receptores bienes estudiado -- el receptor bacteriano del aspartato (Alquitrán), el receptor epidérmico humano del factor de incremento (EGFR), y el ser humano cerebro-derivaron el receptor del neurotrophin (BDNFR) -- y llegan a una conclusión esa que todos tienen estructuras químicas similares con o sin sus ligands correspondientes. Sus regiones de la transmembrana, que atraviesan la membrana celular, son probables girar en sus hachas largas, perpendiculares a la membrana.

El Ligand que ata a la pieza extracelular del receptor induce la rotación de la región de la transmembrana del receptor dentro de la membrana celular, y de este modo, regula su actividad dentro de la célula. La adaptabilidad de la proteína también cambia en el proceso. Antes del atascamiento del ligand, el extremo externo del receptor es flexible, mientras que la parte interior es menos flexible. Después del atascamiento del ligand, la porción extracelular pierde adaptabilidad mientras que la porción intracelular la gana. La adaptabilidad es impulsada por la energía térmica proporcionada por la temperatura del cuerpo del organismo.

Profesor Maruyama sugiere que la rotación de la región de la transmembrana de un receptor requiera menos energía que el movimiento lateral de receptores monoméricos dentro de la membrana flúida propuesta por la “teoría de la dimerización”. Considerando que la naturaleza tiende a elegir diseños económicos de energía, éste está un argumento más persuasivo a favor de modelo de Profesor Maruyama.

Profesor De Meyts asegura que “Profesor Maruyama hace un caso convincentemente que este modelo [de la dimerización] es incorrecto, y que de hecho, los receptores numerosos de la membrana celular pre-dimerized en la membrana y son activados allosterically atando del ligand.”

Fuente: Instituto de Okinawa de la Universidad del Graduado de la Ciencia y de la Tecnología (OIST)