Группа, возглавляемая Van Andel из Research Institute, ответила на давно стоящий вопрос о создании более эффективных лекарств.

"Нами исследованная вновь структура является подобна дорожной карте, заполненной дополнительными деталями и географическими особенностями," говорит VARI Professor H. Eric Xu, Ph.D. "Годами пытались получить ответ, как в точности arrestins взаимодействуют с GPCRs.

GPCRs являются самой крупной группой рецепторов клеточной поверхности и и действуют как расчетная палата путем соединения с любым из arrestins или др. сигнальными молекулами, наз. G белками, чтобы передавать критические инструкции для бесчисленных биологических функций, включая регуляцию роста и гормонов. Эти характеристики вместе с их локализацией на поверхности клеток, делают их привлекательными мишенями для лекарственной терапии. Подсчитано, что 30% от всех медикаментозных средств на рынке составляют GPCRs.

"Поскольку arrestins и G белки обеспечивают разные клеточные реакции, то разработка средств, которые активируют только один из двух путей может продуцировать меньше побочных эффектов у пациентов," говорит Karsten Melcher.

Чтобы определить их полную структуру, Xu Lab Senior Research Scientist Edward Zhou, повторно проанализировала более 22000 индивидуальных изображений, собранных в первоначальном исследовании в 2015, используя улучшенные программы, не доступные в то время. Было выявлено три первоначально скрытых молекулярных компонентов, наз. фосфорильными группами на родопсине и три соотв. карманов на arrestin, действующих как стыковочные узлы. Специфическое устройство этих фосфорильных групп -- известное как коды фосфорилирования -- необходимо для родопсина, чтобы соединяться с arrestin, наиболее подходящая комбинация для безопасности. После завершения это взаимодействие инициирует одну ветвь комплекса сети клеточных коммуникаций, которая регулирует функции по всему телу.

"Затем возникает главный вопрос, 'если это происходит с родопсином и аррестином, то не происходит ли это во всех GPCRs?'" говорит Parker de Waal. "Наши результаты показали, что эти коды -- эти специфические последовательности фосфорильных групп -- обнаруживаются во всех или в большей части GPCRs. Эти находки помогают элегантно адресовать давно стоящий вопрос в этой области; почему определенные GPCRs связывают arrestins лучше, чем др., теперь может быть объяснен существованием кодов фосфорилирования."

Инструмента для изучения распространенности этих кодов среди описанных GPCR данных не существует, поэтому de Waal создал один. Часть web GUI и часть Python-based command line инструмента, PhosCoFinder позволили ученым осуществлять быстрый поиск по всему набору всех известных GPCRs и предсказывать потенциальные коды фосфорилирования.

Как и ожидалось, более половины из 825 GPCRs отсканированных с помощью PhosCoFinder содержали коды фосфорилирования на своём C-терминальном хвосте, части GPCR, которая помогает переносить информацию из клеточного окружения внутрь клетки. Большая часть оставшихся GPCRs, как было установлено, также содержит коды; однако, они были расположены в др. областях, не в их С-терминальном хвосте, возможно влияя на способ, с помощью которого они соединяются с аррестинами. Далее необходимо исследовать, действительно ли эти находки касаются всех GPCRs и др. белков клеточной поверхности, которые взаимодействуют с аррестином.