Két amerikai tudósé a kémiai Nobel-díj!

Brian K. Kobilka és Robert J. Lefkowitz
Fotó: Stanford University/ Stewart Waller-PR Newswire HHMI

A kémiai Nobel-díjat 1901 óta 104. alkalommal ítélték oda, s hatvanháromszor kapta egy tudós egyedül, huszonháromszor ketten és tizennyolcszor hárman megosztva. A díjat 163 tudósnak ítélték oda, de a kitüntettek száma csak 162, mivel az angol Frederick Sanger két alkalommal is megkapta.

Robert J. Lefkowitz 1943-ban született New Yorkban, orvosi diplomáját a Columbia Egyetemen szerezte 1966-ban, jelenleg a Howard Hughes Orvosi Intézet és a Duke Egyetem Orvosi Központjának professzora.

Brian K. Kobilka 1955-ben született Little Fallsban, orvosi diplomáját 1981-ben szerezte a Yale Egyetemen, jelenleg a Stanford Egyetem orvosi karának professzora.

Testünk milliárdnyi sejt közötti kapcsolatból felépülő, összetett rendszer. Minden egyes sejtnek apró receptorai vannak, ezek teszik képessé a környezet érzékelésére, hogy alkalmazkodni tudjon az új helyzetekhez. Robert J. Lefkowitz és Brian K. Kobilka áttörést jelentő felfedezéseket tett, melyekkel leírták egy fontos receptorcsalád, a G-fehérjekapcsolt receptorok belső működését – olvasható a Nobel-díj hivatalos honlapján.

Hosszú ideig rejtély volt, hogy a sejtek miként képesek érzékelni környezetüket. Azzal tisztában voltak a tudósok, hogy erőteljes hatása van olyan hormonoknak, mint az inzulin, ami emeli a vérnyomást és felgyorsítja a szívverést. Feltételezték azt is, hogy a sejtek felszínén vannak valamiféle receptorok a hormonok számára. Az viszont, hogy ezek a receptorok valójában miből állnak és hogyan működnek, csaknem az egész 20. században feltáratlan maradt.

Lefkowitz 1968-ban kezdett el radioaktív izotópokat használni a sejtek receptorainak nyomon követésére. Ennek során sikerült megtalálnia, többek között egy adrenalinreceptort is. 1980-ban, a csoporthoz csatlakozó Kobilka elhatározta, hogy a szóban forgó receptort kódoló gént izolálja az emberi genomból, és sikerült. Amikor a kutatók elemezték a gént, észrevették, hogy a receptor hasonlít egy szemben található, a fény „befogására” szolgáló receptorhoz. Ekkor jöttek rá arra, hogy egy egész receptorcsaládról van szó, amelyek szerkezete és működése is hasonló. Ma az ebbe a receptorcsaládba tartozó tagokat G-fehérjekapcsolt receptoroknak hívják. Körülbelül ezer génünk van, amely ilyen receptorokat kódol, például a fény, az ízek, a szagok, az adrenalin, a hisztamin, a dopamin és a szerotonin receptora is ide tartozik. A gyógyszerek körülbelül fele e receptorokon keresztül fejti ki hatását.

2011-ben Kobilka újabb áttörést ért el: képalkotó eljárással „megörökítette” a pillanatot, amikor a hormon aktiválja az adrenalin receptorát és jelet küld a sejtnek. A molekuláris mesterműnek számító felvétel több évtizedes kutatómunka eredménye.

„A Nobel-díjjal elismert kutatási terület a receptorok egy csoportjának viszgálata, melyen keresztül a hormonok, ingerületátvivő és más anyagok hatnak. Ezeken a fehérjéken keresztül jut be ez az információ a sejt belsejébe, megváltoztatva annak működését. Óriási jelentőségük abban rejlik, hogy ahhoz a helyhez, ahová például a hormonok kötődnek, egyéb vegyületeket, például a receptort gátló vagy serkentő szereket is be lehet kapcsolni. Ez rendkívül fontos a terápia számára, mert alapvető élettani szabályozó mechanizmusok működtethetők így” – magyarázta Hunyady László akadémikus, a Semmelweis Egyetem (SE) általános rektorhelyettese, az SE Élettani Intézetének igazgatója.

Az akadémikus kiemelte, hogy ezek a receptorok nem kizárólag a G-fehérjéken keresztül hatnak, egyéb utakon is kifejtik a hatásukat. Ebben a folyamatban olyan fehérjék játszanak szerepet, amelyek aktivált receptorokhoz, arresztinekhez kapcsolódnak.

„Ez az irány azért fontos, mert ha egy receptor több jelpályát is elindít, ez lehetőséget ad arra, hogy működését különbözőképp lehessen szabályozni, tehát egyidejűleg nem az összes jelpályát kell blokkolni, vagy serkenteni, hanem vannak olyan hatóanyagok, amelyek szelektíven hatnak, bizonyos jelpályákat serkentve, másokat pedig nem. Ez a szelektivitásnak egy új dimenzióját nyitotta meg és ebben alapvető Robert J. Lefkowitz érdeme. Munkacsoportjában több tucat ember dolgozik, és ők a saját területükön kimagaslót alkottak, tehát egy fantasztikus vezéregyéniség” – mutatott rá Hunyady László.

Lefkowitz tanítványainak egyike volt a Duke Egyetemen Brian K. Kobilka, aki a receptorklónozás idején csatlakozott, s maga is klónozott adrenergreceptort. „Ezt követően Kobilka különvált, és a Stanford Egyetemen folytatta szerkezetirányú kutatásait. Ez egy rendkívül nehéz feladat, mert a sejtmembránon lévő receptorok lipidbe ágyazódnak be, és nem olyan egyszerű izolálni és kristályosítani őket – ahogy eltávolítjuk körülöttük a lipidréteget, károsodik a szerkezet. Brian Kobilkának sikerült innovatív módszerekkel megoldani a problémát. A kémiai Nobel-díj tulajdonképp a receptor szerkezetének a megfejtésének szól” – összegezte az akadémikus.

Forrás: MTI