Chachisvilis с коллегами сообщили, что механические стрессы, оказываемые на плазматическую мембрану эндотелиальных клеток, могут непосредственно активировать G-protein-coupled receptors (GPCRs).

Известно, что кровяное давление может регулироваться с помощью касательного напряжения сдвига (shear stress). Увеличение объема крови, напр., вызывает давление на эндотелиальные клетки, выстилающие кровеносные сосуды, которое активирует сигнальные пути. Эти пути контролируют уровень контракции сосудистых гладких мышц и при длительных сроках вносят вклад в изменения в структуру васкулатуры, наблюдаемых при некоторых патологиях. Однако, точные механизмы, с помощью которых эндотелиальные клетки превращают механические стимулы в биохимические реакции было трудно определить.

Chachisvilis с коллегами изучали B2 bradykinin GPCR, который после соединения с bradykinin, подвергается конформационному изменению в своей структуре, которая активирует внутриклеточные гетеромерные G-белки. Авт. исследовали активацию B2 рецептора, используя внутримолекулярный fluorescence resonance energy transfer (FRET).

Chachisvilis и др. сначала подтвердили, что B2 'chameleon' рецептор, назван из-за своего свойства изменять окраску в ассоциации с FRET, корректно экспрессируется на плазматической мембране культивируемых эндотелиальных клеток. Стимуляция рецептора агонистом bradykinin вызывает изменения FRET сигнала, обусловленное перемещением спирали в рецептор, т.к. он переключается от неактивной к активной конформации. Напротив, воздействие антагониста рецептора не вызывает изменений в рецепторе. Эти эксперименты подтверждают, что рецептор хамелеон может использоваться, чтобы вызывать активацию GPCR.

Авт. затем стимулировали клетки с помощью shear стресса путем помещения клеток в камеру и изменения тока жидкости вдоль поверхности клеток. Клетки оказывались стимулированными двумя др. типами механических стрессов; растягиванием мембраны, которое вызывалось изменением osmolarity омывающей среды и изменениями текучести плазматической мембраны. Все три типа стрессов вызывали конформационные изменения в рецепторах, сходные с теми, что наблюдались во время активации рецепторов с помощью bradykinin.

Предыдущие исследования были неспособны установить , активируют ли механические стрессы непосредственно рецепторы или механизм активации косвенный за счет стимуляции высвобождения аутокринных сигнальных молекул из клеток. В данном исследовании это было невозможным, т.к. рецепторы хамелеоны нуждаются в более высоких концентрациях агониста, чем нативные рецепторы, чтобы быть активированными. Кроме того, ингибитор, который предупреждает продукцию возможных аутокринных молекул не оказывает достоверного эффекта на активацию рецептора. Chachisvilis с коллегами уверены, что наблюдаемые ими эффекты от механических стрессов обусловлены непосредственной активацией мембранных рецепторов. Если этот так, то данное исследование дает толчок к пониманию, как факторы, такие как состав и натяжение мембран, могут влиять на динамику конформации GPCRs.