Российским ученые раскрыли тайны реакции организма на жару

Ученые из Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН (ИБХ РАН) при помощи метода компьютерного моделирования впервые смогли изучить явление температурной активации рецептора TRPV1 высших организмов. Прежде эксперименты in silico не позволяли добиться подобных результатов из-за несовершенства компьютерных моделей. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда, результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.

«История этого исследования началась, когда наши коллеги из Лаборатории нейрорецепторов и нейрорегуляторов попросили изучить динамику и свойства рецептора TRPV1 для создания новых противовоспалительных и анальгетических препаратов, – рассказывает Антон Чугунов, кандидат физико-математических наук, сотрудник Лаборатории моделирования биомолекулярных систем ИБХ РАН, один из авторов статьи. – Ее бывший руководитель, известный в мире ученый Евгений Васильевич Гришин, стал инициатором этого исследования, его памяти мы и посвятили нашу работу. Мы довольно быстро предоставили коллегам необходимую информацию, но в ходе расчетов обнаружили, что можем наблюдать нечто большее – эффект температурной активации рецептора. Это настолько тонкий процесс, а моделирование методом молекулярной динамики, которое позволяет изучать «поведение» белков, – настолько пока что неточный «молекулярный микроскоп», что мы были поражены открывшимся возможностям».

TRPV1 – один из членов семейства TRP-рецепторов (белков), который участвует в системе поддержания постоянной температуры тела. В конце прошлого века американский ученый Дэвид Джулиус из Калифорнийского университета Сан-Франциско впервые выявил терморегулирующую функцию этого ионного канала, который при повышении температуры начинает пропускать ионы натрия, магния и кальция сквозь клеточную мембрану, подавая клетке сигнал об изменении окружающих условий.

Позже профессор Джулиус расшифровал пространственную структуру рецептора TRPV1 при помощи метода крио-электронной микроскопии, который позволяет рассмотреть замороженный при высоком давлении объект незначительного размера (10-15 нм). Изъяном полученной структуры было то, что статический замороженный рецептор частично не поддавался расшифровке в области динамических изменений, которая является наиболее интересной для ученых. Поэтому до настоящего момента процесс активации рецептора оставался не до конца ясным. Антон вместе с коллегами из ИБХ РАН восполнили этот пробел.

Логично было предполагать, что рецептор, расчет молекулярной динамики которого был запущен в состоянии закрытой поры канала, должен оставаться закрытым при двух нижних температурах и открываться при двух высоких, и наоборот. Однако вычислительный эксперимент показал, что в закрытом состоянии пора канала открывалась при высоких температурах, но при расчете из открытого состояния поры низкие температуры не закрывали пору в течение расчетного времени (до 1 микросекунды).

Опубликованные данные показывают, что современные вычислительные мощности помогают исследовать ионные каналы и особенности их работы во временных интервалах, которые пока невозможно регистрировать экспериментально. Кроме того, мы наблюдаем за переходами внутри молекулы рецептора, как если бы у нас был «молекулярный микроскоп».

Конечной целью работы можно считать создание в ближайшем будущем виртуального рецептора TRPV1, пригодного для предсказания структуры селективных лигандов (особых молекул, «обслуживающих» белки). Ожидается, и не без основания, что такие лиганды найдут применение в медицине как анальгетические лекарства и будут лишены большинства побочных эффектов, свойственных современным препаратам группы нестероидных противовоспалительных средств, пишет « Газета.Ru ».

Михаил Бушков специально для Sterlitamak1.ru
 
По теме
  Кушнаренковским районным судом Республики Башкортостан принято решение о лишении 34-летней жительницы с. Ахметово родительских прав  в отношении двоих малолетних детей.
В Сибае местный житель предстанет перед судом за убийство мужчины - Следственный комитет Сибайским межрайонным следственным отделом СУ СК России по Республике Башкортостан завершено расследование уголовного дела в отношении 68-летнего местного жителя по факту совершения им общественно-опасного деяния,
Следственный комитет
Совет по качеству - ГБУЗ РБ ГКБ №13 28 марта в ГБУЗ РБ ГКБ № 13 г. Уфа состоялся 34 Совет по качеству.  Понятие «качество» многогранно.
ГБУЗ РБ ГКБ №13
Конкурс чтецов выявил много одарённых студентов-медиков, влюблённых в поэзию. - Красное Знамя 21 марта в Нефтекамской городской больнице совместно с будущими коллегами из Нефтекамского филиала Бирского медико-фармацевтического колледжа прошёл праздник, посвящённый Всемирному дню поэзии.
Красное Знамя
ПОЗДРАВЛЯЕМ! С Юбилеем!!! - РКИБ Сегодня у нас аж целых два юбилея - у заведующего инфекционным отделением №2, врача-инфекциониста Розы Зуфаровны Гумеровой и Алёны Наиповны Бургановой – врача-инфекциониста, к.м.н., доцент кафедры инфекционных болезней БГМУ.
РКИБ
"Учитель года Башкортостана" 2024 года! - Отдел образования 28 марта в концертном зале "Башкортостан" состоялись церемония закрытия и завершение Республиканских конкурсов: "Молодой учитель года", "Учитель татарского языка и литературы",
Отдел образования
Мелким бесом «Чичиков» внедрился в НМТ… - Вечерняя Уфа В Национальном Молодежном театре РБ имени Мустая Карима 5 апреля пройдет премьера спектакля «Брат Чичиков», в основу которого положено знаменитое произведение Николая Васильевича Гоголя «Мертвые души»,
Вечерняя Уфа