Los investigadores han resuelto la estructura tridimensional de un complejo proteico involucrado en la visión de vertebrados a resolución atómica. un hallazgo que tiene amplias implicaciones para nuestra comprensión de los procesos de señalización biológica y el diseño de más de un tercio de los medicamentos en el mercado actual.

Los hallazgos iluminan cómo las señales de los fotones (partículas de luz) se amplifican en el ojo. Más importante, El estudio proporciona información sobre cómo funciona en los seres humanos la familia más grande de proteínas de la membrana celular, los receptores acoplados a proteínas G (GPCR).

"Están involucrados en casi todos los procesos biológicos del cuerpo humano:cómo percibimos la luz, gusto, oler, o cómo se regula la frecuencia cardíaca o cómo se contraen los músculos, y son objetivos de más del 30% de los medicamentos que se utilizan en la actualidad, "dijo Yang Gao, co-primer autor del artículo e investigador postdoctoral en el laboratorio de Richard Cerione, el profesor Goldwin Smith de química y biología química y coautor principal.

Hay más de 800 GPCR en humanos que emiten señales a través de aproximadamente 20 proteínas G diferentes. Los GPCR son responsables de detectar una amplia gama de señales externas, como hormonas, luz, y sentido del olfato y del gusto, e inducir las correspondientes respuestas dentro de la célula. En visión de vertebrados, la rodopsina GPCR es capaz de detectar la señal de un solo fotón y a través de la activación de la transducina de la proteína G y los efectores posteriores, amplificarlo 100, 000 veces.

Los investigadores utilizaron microscopía crioelectrónica para obtener estructuras de resolución atómica del complejo rodopsina-transducina. Las estructuras no solo proporcionan la base molecular de la visión de los vertebrados, pero también revelan un mecanismo previamente desconocido de cómo los GPCR en general activan las proteínas G.

"Lo que hemos aprendido de estas estructuras a nivel atómico puede ser ampliamente aplicable a otros sistemas de señalización GPCR, "dijo el co-primer autor Sekar Ramachandran, un asociado de investigación senior en el laboratorio de Cerione.

Al aprender más sobre cómo diferentes receptores se acoplan específicamente con diferentes proteínas G, los investigadores esperan obtener conocimientos sobre el diseño de fármacos que regulen específicamente la señalización de GPCR. Muchos efectos secundarios de los medicamentos ocurren cuando las terapias no son lo suficientemente específicas y se dirigen tanto a vías dañinas como beneficiosas, Dijo Yang.

Hongli Hu, investigador postdoctoral en el Departamento de Biología Estructural de Stanford, es co-primer autor; Georgios Skiniotis, profesor de fisiología molecular y celular y de biología estructural en Stanford, es coautor principal.

El estudio, "Estructuras del complejo de rodopsina-transducina:información sobre la activación de la proteína G, "fue publicado en la revista Célula molecular .