Membranreceptorer är proteiner som spänner över cellmembranet och tillåter celler att kommunicera med sin omgivning. De spelar en avgörande roll i en mängd olika cellulära processer, inklusive celltillväxt, differentiering och metabolism. Men att studera membranreceptorer har varit utmanande på grund av deras komplexa struktur och dynamiska natur.
Nu har biofysiker vid University of California, Berkeley, utvecklat ett nytt sätt att studera membranreceptorer med hjälp av en teknik som kallas "single-molecule fluorescence resonance energy transfer" (smFRET). Denna teknik gör det möjligt för forskare att mäta avståndet mellan två punkter på en proteinmolekyl med precision i nanometerskala.
Forskarna använde smFRET för att studera strukturen och dynamiken hos epidermal tillväxtfaktorreceptor (EGFR), en membranreceptor som är involverad i celltillväxt och -proliferation. De fann att EGFR genomgår en serie konformationsförändringar vid bindning till dess ligand, EGF. Dessa förändringar tillåter EGFR att interagera med andra proteiner och initiera en signalkaskad som leder till celltillväxt.
Forskarna säger att deras nya teknik kommer att vara användbar för att studera strukturen och dynamiken hos andra membranreceptorer. Detta kan leda till en bättre förståelse för hur celler kommunicerar med sin omgivning och hur membranreceptorer bidrar till sjukdom.
Hur fungerar smFRET?
smFRET är en teknik som använder två fluorescerande färgämnen för att mäta avståndet mellan två punkter på en molekyl. De två färgämnena är fästa på olika delar av molekylen och när de är nära varandra avger de ljus av en annan färg än när de är långt ifrån varandra.
Forskarna använde smFRET för att mäta avståndet mellan två punkter på EGFR. Ett färgämne fästes till den extracellulära domänen av EGFR, och det andra färgämnet fästes till transmembrandomänen. När EGFR bands till EGF minskade avståndet mellan de två färgämnena, vilket indikerar att EGFR hade genomgått en konformationsförändring.
Vilka är konsekvenserna av denna forskning?
Forskarna säger att deras nya teknik kommer att vara användbar för att studera strukturen och dynamiken hos andra membranreceptorer. Detta kan leda till en bättre förståelse för hur celler kommunicerar med sin omgivning och hur membranreceptorer bidrar till sjukdom.
Forskarna säger till exempel att deras teknik skulle kunna användas för att studera strukturen och dynamiken hos de G-proteinkopplade receptorerna (GPCR). GPCR är en stor familj av membranreceptorer som är involverade i en mängd olika cellulära processer, inklusive syn, lukt och smak. Dysreglering av GPCR har kopplats till en mängd olika sjukdomar, såsom cancer och hjärtsjukdomar.
Forskarna säger att deras teknik kan hjälpa till att identifiera nya läkemedel som riktar sig mot GPCR och andra membranreceptorer. Detta kan leda till nya behandlingar för en mängd olika sjukdomar.
