El Nobel de Química y su importancia científica
Los americanos Robert J Lefkowitz y Brian K Kobilka ganaron el galardón por sus estudios sobre los receptores en la superficie de las células
El Comité Nobel anunció que dos científicos americanos reciben este premio importante porque sus investigaciones son fundamentales en la determinación de la estructura molecular del receptor beta-adrenérgico, uno de los tipos de receptores adrenérgicos de la familia de los receptores acoplados a la proteína G, que es una traductora de señales que llevan información desde el receptor hasta una o más proteínas con efectos sobre el organismo
El impacto del trabajo de Brian K Kobilka, de la Universidad de Stanford, y de Robert J Lefkowitz, de la Universidad de Duke “es de enorme potencial” y distingue no sólo al trabajo de excelencia de estos investigadores en el descubrimiento de los receptores acoplados a la proteína G sino también un área de la química que estudia las moléculas biológicas la cual muchas veces recurre la abordajes de biología molecular.
Gracias a Kobilka y Lefkowitz, la comprensión de los fenómenos que envuelven la transmisión de señales exteriores hacia dentro de las células y alteración o adaptación de estas fueron expuestas; así el olfato, el sabor, la visión, la acción de hormonas, el efecto a la suplementación o los medicamentos, la dependencia a las drogas o la simple adaptación metabólica de un microbio a un medio con nutrientes diferentes forman parte de todos los fenómenos que envuelven receptores de la membrana.
Un poco de historia
La colaboración de los premiados data de los años 80, cuando anunciaron la clonación del gen que codifica el receptor beta-adrenérgico de mamífero y en donde hicieron algunos análisis de las homologías de la secuencia de amonoácidos prevista con proteínas ya conocidas y previeron que poseía dominios transmembranares, sugiriendo una localización en la superficie de las células.
Los estudios posteriores se basaron en la clonación de otros tipos de receptores adrenérgicos (beta 2-, alfa 1- y alfa 2-adrenérgicos) y expresión de los genes en sistemas que permitieron hacer estudios bioquímicos y de cinética de conexión de adrenalina, como por ejemplo líneas celulares humanas o de sapos.
Con base en este concepto las investigaciones incluyeron la mutagénesis dirigida a la detección de las regiones de la proteína receptora que son responsables por la conexión a la hormona y por la activación de enzimas intracelulares que llevan a la modificación celular inducida por la hormona, además determinaron también la acción de agonistas y antagonistas que tienen potencial apuntando que por esta vía se puede manipular la función cardiaca.
Pero la parte más fundamental de estas investigaciones se relaciona con la estructura y las alteraciones estructurales en la proteína del receptor cuando a se conecta la hormona o neurotransmisor; Kobilka uso las técnicas de cristalografia, regulación de su actividad, y el fenómeno de pérdida de respuesta por estímulo prolongado relacionado con el experimento de Lefkowitz que usó una plantilla transgénica animal diseñada con ausencia de la expresión o con una sobre-expresión de la proteína G.
- La proteína G es una molécula formada por aminoácidos que cumplen diversas funciones en el organismo; los científicos Alfred Gilman y Martin Rodbell descubrieron que cuando la adrenalina se une a un receptor, no se estimulaba directamente a las enzimas sino que el receptor se unía a la proteína G que al final realizaba este proceso; por este descubrimiento se ganaron el Nobel de Medicina en 1994.
- El genoma humano posee 950 receptores de proteína G asociados a factores de crecimiento u otras funcionalidades, pero unos 150 receptores de proteína G aún no tienen funciones conocidas y en este trabajo se localizó receptores acoplados a las proteínas G (GPCRS) que son muy importantes para la intracomunicación celular.
- En este plano por ejemplo si existiere un mal acople de los receptores a la proteína, pueden aparecer enfermedades, defectos cardiovasculares u otras dolencias; entonces el trabajo científico fue decisivo para empezar a entender como la proteína trabaja con los receptores.
- Aquí se presentaron solo una parte de receptores de los miles que participan contínuamente en los procesos que permiten a las células medir el ambiente y adaptarse a nuevas situaciones.
- Recordemos que en el 2011 Kobilka logró capturar una imagen de uno de estos receptores en el momento exacto en que se activaba por el contacto con la hormona enviando una señal a la célula.
