하나의 효소를 표적화하면 암, 당뇨병 및 비만을 치료할 수 있습니다.
핵심 세포 효소의 분자 곡예의 발견은 비만 및 당뇨병과 같은 암 및 대사 질환에 대한 새로운 치료법으로 이어질 수 있습니다.
세포 효소는 PI3KC2A라고 불리며 과학자들은 그것이 많은 중요한 세포 기능을 제어한다는 것을 알고 있었지만 상세한 구조 메커니즘에 대해서는 확신하지 못했습니다.
그들이 알고있는 한 가지는 효소가 외부 신호를받을 때 세포막에서 일어나는 일을 제어한다는 것입니다.
그들은 또한 신호가 세포 내부의 중요한 프로세스에 영향을 미치는 방식을 제어한다는 것을 알고있었습니다.
이러한 과정은 무엇보다도 세포가 성장, 분열 및 분화하는 방식을 조절합니다.
자, 저널에 실린 새로운 논문 분자 세포 세포 효소가 세포 내부의 비활성 상태에서 세포막의 활성 상태로 어떻게 변하는 지 처음으로 설명합니다.
독일 베를린에있는 Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP)의 연구원들은 스위스 제네바 대학의 동료들과 함께 PI3KC2A를 한동안 조사해 왔습니다.
그들의 새로운 연구는 "수용체 흡수 (receptor uptake)"라고 불리는 중요한 세포 메커니즘에 대해 이전에 알려지지 않은 사실을 보여줍니다. 이 메커니즘을 포함하는 프로세스의 중단은 암, 당뇨병 및 기타 대사 장애와 같은 질병과 관련이 있습니다.
선임 연구 저자 중 한 명인 FMP의 Volker Haucke 교수는 그들의 연구 결과가 "치료에 대한 직접적인 목표를 제공 할 수 있습니다"라고 말합니다.
세포막은 동적 시스템입니다.
세포막은 세포 내용물을 하나로 묶는 것 이상의 역할을합니다. 그것이 그들이 한 전부 였다면, 그들은 불활성 스킨에 지나지 않을 것입니다. 그러나 자세히 살펴보면 세포 안팎으로 화학 물질의 통과를 엄격하게 제어하는 동적 시스템임을 알 수 있습니다.
세포막의 구조는 막의 "선택적 투과성"을 제어하는 단백질의 부유 클러스터를 포함하는 "지질의 바다"로 설명되었습니다.
지방과 유사한 분자 인 지질도 투과성 과정에서 활성화됩니다. 이들은 세포 내부에서 켜지는 일련의 화학적 신호에 대한 "분자 스위치"역할을합니다. 이러한 캐스케이드의 대부분은 세포 성장, 분열 및 분화와 같은 필수 기능을 제어합니다.
PI3KC2A와 같은 효소는 분자 스위치 역할을하는 지질 생성에 역할을합니다. 따라서이를 표적으로 삼는 방법을 찾는 것은 이러한 과정에 개입 할 수있는 약물로 이어질 수 있습니다.
예를 들어, 세포 분화는 종양 성장의 핵심 단계 인 새로운 혈관 형성 또는 혈관 신생에 중요합니다.
수용체 흡수
이전 연구에서 과학자들은 수용체 흡수에서의 역할을 포함하여 PI3KC2A를 포함하는 과정의 구조 및 세포 생물학에 대해 이미 많은 것을 발견했습니다.
예를 들어, 그들은 세포 외부의 리간드 또는 외부 화학 신호가 수용체라고하는 표면 단백질에 결합하여 효소를 자극한다는 사실을 확립했습니다. 이러한 리간드에는 인슐린 및 세포 내부 신호 전달을 유발하는 성장 인자가 포함됩니다.
일단 활성화되면 PI3KC2A는 작은 주머니 또는 소포가 "리간드 결합 수용체"를 세포 내부로 운반하는 엔도 사이토 시스라는 과정을 가능하게합니다.
일단 세포 내부에서 리간드 결합 수용체는 중요한 세포 기능을 제어하는 신호 전달 단계를 촉발합니다.
새로운 연구는 PI3KC2A가이 프로세스의 각 단계에서 겪는 세부적인 변화를 보여주기 때문에 중요합니다.
활성 효소‘팔을 펼친다’
Haucke 교수는 그들이 발견 한 것 중 하나는 세포 효소 또는 키나아제가 비활성 상태로 세포 내부에있을 때 "그 자체를 '팔'을 감싸고있는 것처럼 보였습니다."라고 설명합니다.
그와 그의 동료들은 또한 세포막의 두 성분이 동시에 같은 위치에있을 때만 효소가 활성화된다는 것을 발견했습니다.
"이런 일이 발생하면 키나아제가 '팔'을 펼치고 각 '팔'이 두 구성 요소 중 하나에 결합됩니다."라고 그는 말합니다.
그 후 몇 초 후에 프로세스가 시작됩니다. 효소는 많은 지질 신호 분자를 만들기 시작하여 세포 내부로 "활성화 된 신호 수용체의 흡수"를 유발합니다. 차례로, 그들은 세포 성장, 분열 및 분화를 조절하는 캐스케이드를 시작했습니다.
팀은 이제 약물 개발자가 더 나아갈 수있는 후보 분자를 식별 할 계획입니다.
"처음으로 우리는 메커니즘에 대한 핸들을 가지고 있으며, 결국 PI3KC2A 지질 키나제 활성을 변경할 수 있습니다."
Volker Haucke 교수
