Andning, se, höra - familjen av G-proteinkopplade receptorer (GPCR) är involverad i en mängd olika fysiologiska processer och är också orsaken till olika sjukdomar. Som nu har upptäckts av ett team av vetenskapsmän ledda av professor Ines Liebscher från Leipzigs universitet, reagerar några medlemmar av GPCR-familjen på mekaniska stimuli. I samarbete med kinesiska forskargrupper har de nått ytterligare en milstolpe på vägen till att förstå den mekanism genom vilken denna receptorklass aktiveras. För första gången kunde de beskriva strukturen hos specifika aktiva receptorer. Deras resultat har nu publicerats i tidskriften Nature .

"GPCR är involverade i nästan alla fysiologiska processer i kroppen. GPCR:er gör det möjligt för människor att se, kontrollera sitt immunsystem, styra hormonbalansen", förklarade professor Ines Liebscher från Rudolf Schönheimer Institute of Biochemistry vid Medicinska fakulteten och betonade att "de har varit i fokus för vår forskning i många år nu, och forskning om GPCR är av så enastående betydelse eftersom majoriteten av de godkända läkemedlen riktar sig till denna receptorfamilj." GPCR är receptorer som överför sina signaler via så kallade G-proteiner, varför de också kallas G-proteinkopplade receptorer – eller kort och gott GPCR.

Forskarna i Leipzig fokuserar sitt arbete på en speciell klass av receptorer, känd som adhesion GPCR. I samarbete med flera kinesiska team av forskare har forskargrupperna ledda av professor Ines Liebscher och professor Torsten Schöneberg nu kunnat beskriva strukturen hos speciella receptormolekyler i deras aktiva tillstånd. Dessa data stöder fynd från sju år sedan vid Leipzig-institutet att dessa receptorer aktiveras av en bunden agonist i molekylen. Dessutom visade Leipzig-forskarna att mekaniska stimuli spelar en avgörande roll i aktiveringen av den bundna agonisten. Det är fortfarande inte helt förstått hur vår kropps egna celler kan tolka mekanik – i form av vibrationer, gravitationskrafter, relativ cellrörelse eller svullnad – som en signal. "Vår forskning har etablerat grunden för våra partner från Kina för att strukturellt belysa ett scenario av hur mekanisk stimuli känns igen i molekylen och överförs som signaler", säger Liebscher, en medicinsk forskare och biokemist. "Resultaten finns i den aktuella studien."

Funktionell karaktär av mekanokänsliga receptorer klarlagd

"Omkring en tredjedel av GPCR-familjen är fortfarande föräldralösa, vilket betyder att antingen deras funktion eller aktivering är okänd. Med vår nuvarande forskning har vi gjort ett avgörande bidrag till att bättre förstå GPCR-strukturer", säger medförfattaren Schöneberg, chef för GPCR. Rudolf Schönheimer Institute of Biochemistry. "De nya studieresultaten är av avgörande betydelse när det gäller att utveckla framtida terapiformer", avslutade Liebscher. Hon är medlem i styrgruppen för den EU-finansierade COST Action Adher´n Rise CA18240, som hon framgångsrikt säkrade 2019. Detta nätverk av forskare från 28 europeiska länder syftar till att främja, stimulera och implementera forskning om adhesion G-proteinkopplad receptorer (aGPCR) "från bänk till säng". De senaste rönen och tillvägagångssätten för adhesion GPCR-forskning kommer också att presenteras på den internationella konferensen 4GPCRnet, där professor Liebscher är medarrangör. Detta möte på hög nivå kommer att hållas den 26 till 29 september 2022 på Leipzigs universitets campus Augustusplatz.