Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Рисунок 1. Принцип работы химерного рецептора, связанного с ионным каналом. А. Природный трансмембранный GPCR связывает лиганд снаружи клетки, и это приводит к изменению его конформации и активации G-белка внутри клетки. B. В созданном ICCR связывание лиганда приводит к точно таким же изменениям в рецепторе, однако теперь благодаря этому открывается калиевый канал.

Рисунок 2. Добавление ацетилхолина ACh приводит к открыванию калиевых каналов. Добавление бария блокирует калиевые каналы, как и должно быть.

Рисунок 3. Противонаправленное действие ацетилхолина и атропина.

Искусственный рецептор

Ключевые слова:  ионные каналы, клеточные рецепторы

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

16 декабря 2008

Живые клетки умеют удивительно точно распознавать внешние регуляторные сигналы и адекватно реагировать на них. Сигналы могут приходить, например, в виде химических соединений (гормонов, факторов роста, токсинов). В этом случае клетка распознает даже малые их количества при помощи специальных белков-рецепторов, расположенных во внешней (плазматической) мембране. Распознав сигнал, рецепторы передают информацию внутрь клетки, где она многократно усиливается и приводит к тому или иному клеточному ответу. Ничего удивительного, что нанотехнологи неравнодушны к клеточным рецепторам.

Самое многочисленное семейство рецепторов – рецепторы, связанные с G-белками, или GPCR (G-protein-coupled receptors). Они умеют распознавать широкий спектр химических соединений, в том числе многие лекарства, наркотики и яды (именно благодаря такому узнаванию эти вещества оказывают свой эффект на организм). Однако после распознавания лиганда GPCR передают сигнал в форме, удобной лишь для живой клетки, и совершенно не удобной для исследователей - в виде активированных G-белков.

В этом смысле более удобны ионные каналы (это тоже белки). Они пронизывают клеточную мембрану насквозь и могут либо пропускать, либо не пропускать сквозь нее те или иные ионы. Открытое или закрытое состояние канала напрямую связано с потенциалом на мембране, который можно измерить.

Французские ученые решили совместить GPCR и АТФ-зависимый калиевый канал (рисунок 1). Полученную конструкцию назвали ICCR: ion-channel-coupled receptor; рецептор, связанный с ионным каналом. В качестве лиганд-узнающей части взяли человеческий GPCR M2, природным лигандом которого является ацетилхолин, а антагонистом – атропин. Ту часть M2, которая в норме связана с G-белком, отрезали. Вместо нее к белку «пришили» часть АТФ-зависимого калиевого канала, которая является собственно ионным каналом (регуляторную субъединицу при этом выбросили совсем). Теперь этот ионный канал должен был стать не АТФ-зависимым, а ацетилхолин/атропин-зависимым.

Исследователи продуцировали химерный рецептор в клетках лягушки. Как видно из рисунка 2, добавление ацетилхолина действительно приводило к открыванию калиевых каналов. В то же время атропин действовал противоположным образом: M2 (по всей видимости) переходил в неактивную форму, и калиевые каналы закрывались (рисунок 3).

Таким образом, в полученном ICCR калиевый канал является электрическим детектором активности рецептора M2 – что, несомненно, открывает замечательные перспективы. Благодаря разработанному рецептору можно исследовать влияние различных агонистов и антагонистов ацетилхолина на активность рецептора M2, то есть изучать и предсказывать их физиологическое действие. Напрямую преобразуя химическую информацию в электрический сигнал, ICCR является наглядной демонстрацией возможностей биоподражательной нанотехнологии.

Работа «Coupling ion channels to receptors for biomolecule sensing» опубликована в Nature Nanotechnology. Авторы, тем временем, не намерены останавливаться на одном частном случае GPCR. Они говорят о возможности создания библиотек всевозможных GPCR, связанных с ионными каналами, которые будут пригодны для диагностических целей, поиска лекарств и создания систем детектирования.


Источник: Nature Nanotechnology




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

NanoKites in NanoSky
NanoKites in NanoSky

ВТОРАЯ МОСКОВСКАЯ ОСЕННЯЯ МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ПЕРОВСКИТНОЙ ФОТОВОЛЬТАИКЕ (MAPPIC-2020)
Открыта регистрация на вторую Московскую осеннюю международную конференцию по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2020), которая состоится 26-28 октября 2020 года в смешанном, очном и дистанционном форматах.

Онлайн-школа РНФ-2020 «Аддитивные технологии: материалы, методы и перспективы»
7 октября НИТУ «МИСиС» совместно с Российским Научным Фондом проводит онлайн-школу для молодых ученых «Аддитивные технологии будущего: материалы, методы и перспективы». Участие в работе Школы является бесплатным. Школа будет проходить в онлайн-формате на платформе Zoom. Всю информацию участники получат по электронной почте.

Российские химики создали катализатор для топливных элементов из графен-тефлонового аэрогеля
Российские химики создали катализатор для топливных элементов из графен-тефлонового аэрогеля. Пористый нанокомпозит на основе оксида графена и тефлона, способный улучшить характеристики топливных элементов, синтезировали и изучили сотрудники Института физической химии и электрохимии имени А. Н. Фрумкина РАН и Института проблем химической физики РАН, Черноголовка. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Energy & Fuels.

Летние лектории для школьников
ФНМ
Сотрудники Факультета наук о материалах и химического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова участвуют в лекториях двух летних школ, организованных Фондом Инфраструктурных и Образовательных Программ (группа РОСНАНО) - Нанограде и летней школе МФТИ.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.