HỌ THỤ THỂ bắt cặp với PROTEIN g và ỨNG DỤNG TRONG NGHIÊN cứu PHÁT TRIỂN THUỐC mới

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI TRỊNH HOÀNG CƯỜNG HỌ THỤ THỂ BẮT CẶP VỚI PROTEIN G VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THUỐC MỚI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SỸ HÀ NỘI – 2013 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI TRỊNH HOÀNG CƯỜNG HỌ THỤ THỂ BẮT CẶP VỚI PROTEIN G VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THUỐC MỚI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SỸ Người hướng dẫn: PGS.TSKH Lê Thành Phước Ths Lê Đình Quang Nơi thực hiện: Bộ mơn Hóa Đại cương – Vô HÀ NỘI – 2013 LỜI CẢM ƠN Trong suốt q trình học tập hồn thành khóa luận tốt nghiệp này, nhận hướng dẫn, giúp đỡ quý báu thầy cô, anh chị, bạn Với lòng kính trọng biết ơn sâu sắc xin bày tỏ lới cảm ơn chân thành tới: Ban giám hiệu, Phòng đào tạo, Bộ mơn Hóa Đại cương – Vơ trường ĐH Dược Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tơi q trình học tập hồn thành khóa luận Phó giáo sư- Tiến sĩ khoa học Lê Thành Phước, người thầy kính mến hết lòng giúp đỡ, dạy bảo, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập hồn thành khóa luận tốt nghiệp Thạc sĩ Lê Đình Quang, người thầy đáng kính cơng việc sống Thầy động viện giúp đỡ bảo cho nhiều để hồn thành khóa luận Xin chân thành cảm ơn thầy cô hội đồng chấm khóa luận cho tơi đóng góp q báu để hồn chỉnh khóa luận Do thời gian có hạn nên khóa luận em khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong có góp ý quý báu giúp đỡ thầy bạn sinh viên Sinh viên Trịnh Hồng Cường Page Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH ĐẶT VẤN ĐỀ Phần 1: Họ thụ thể bắt cặp với protein G q trình truyền tín hiệu tế bào 1.Protein G 1.1.Sự phát protein G 1.2.Cấu trúc G-protein 11 1.3 Vai trò protein G 13 Họ thụ thể bắt cặp với protein G ( GPCRs) 14 2.1 Tổng quan 14 2.2.Phân loại 18 2.3.Vai trò sinh lý 20 2.4 Cấu trúc GPCR 21 2.5 Tương quan cấu trúc chức 24 Mơ hình phức hệ ba thành phần 27 3.1 Các phối tử 28 3.2 Sự thay đổi trạng thái GPCR 30 3.3 Trình tự kiện xảy hormone kích hoạt tín hiệu cAMP: 33 3.4 Sự ngắt tín hiệu (turn off of the signal) khuếch đại tín hiệu (signal amplification) : 33 3.5 Sự xáo trộn chu trình G-Protein 36 Page 3.6 Sự điều hòa tín hiệu G-protein 38 4.Chi tiết đường truyền tín hiệu AMPc PIP2 41 4.1 Con đường truyền tín hiệu AMPc 42  Lộ trình tín hiệu AMPc 42  Sự hình thành AMPc 44  Adenylyl cycase ( AC) 45  Các chất tác hiệu thông qua AMPc 46  Protein kinase A (PKA) 47  Sự phân giải AMPc 50 4.2 Lộ trình tín hiệu Phosphoinositide 50  DAG 51  IP3 52 Phần 3: Định hướng nghiên cứu thuốc 53 Ứng dụng sản xuất thuốc 53 Trong điều trị ung thư 56 Trong điều trị bệnh tim 59 Trong điều trị bệnh virut 60 Định hướng nghiên cứu ứng dụng thuốc tác động vào protein G 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO Page Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT TẮT CHỮ ĐẦY ĐỦ GPCR Thụ thể bắt cặp với protein G GPCRs Họ thụ thể bắt cặp với protein G βAR Thụ thể beta adrenergic mGluRs Thụ thể glutamate Metabotropic Ser Serine Thr Threonin β-arr β-arrestins GEF Yếu tố trao đổi guanine nucleotide 7TM 7-transmembrane receptors SM Phân tử tín hiệu PKC Phospho kinase C PI3 Phosphatidyl inositol triphosphate PLC Phospholipase C AC Adenylate cyclase KLPT Khối lượng phân tử PKA Protein kinase A Gsα Protein G kích hoạt Page Giα protein G bất hoạt NEM N-ethyl-maleimide PTx Độc tố vi khuẩn Ho gà CTx Độc tố dịch tả GAPs Protein kích hoạt GTPase RGS Regulators of G protein signaling EPACs Exchange proteins activated by AMPc CGCS Cyclic nucleotide gated channels Cross-talk Sự chồng lấp Upstream Ngược dòng Downstream Xi dòng AKAPs A-kinase – anchoring protein CREB Respone element – binding protein GMPc PDE GMPc phosphodiesterase PLN Phospholamban SERCA sarco/endo-plasmic reticulum Ca2+ - ATPase MC4Rs Thụ thể melanocortin ABC ATP – binding cassette DAG 1, diacyl glycerol Page Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi IP3 Inositol 1, 4, triphosphat CAM Calmodulin Page DANH MỤC HÌNH Tên hình Hình 1: Sự hoạt hóa protein G GPCR ( bị kích hoạt Số trang cách liên kết với phối tử) Hình 2: Mơ tả cấu trúc G-protein 11 Hình 3: Minh họa rút gọn trình hoạt động G-protein 12 Hình 4: Cấu trúc thụ thể liên kết với protein G 16 Hình : Phân loại GPCRs 19 Hình 6: Cấu trúc βAR (GPCR) 23 Hình 7: Chi tiết cấu tạo chung GPCR phía so với 24 màng tế bào Hình 8: Sự phosphoryl hóa GPCR 26 Hình 9: Mơ hình phức hệ ba thành phần 27 Hình 10: Mơ hình mơ tả biến đổi trạng thái cân cấu 32 dạng conformational GPCR Hình 11: Mơ tả ADP-ribosyl hóa 35 Hình 12: Minh họa số cấu trúc 37 Hình 13: Minh họa số vai trò RGS protein 39 Hình 14: Mơ sơ khai hoạt động thơng qua AMPc 42 Hình 15: AC từ đến phân bố rộng rãi 44 44 Page Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Hình 16: Cấu trúc domain AC 45 Hình 17: Tổ chức chức lộ trình tín hiệu AMPc 46 Hình 18: Sơ lược hoạt hóa PKA 48 Hình 19: mơ sơ khai hoạt động 1, 4, 5-triphosphate 50 DAG Hình 20: Tác dụng loại protein G 58 Hình 21: Vai trò GPCR với điều hòa Ca 59 Hình 22: Cấu trúc tinh thể receptor Beta- adrenergic 82 (βAR) trạng thái hoạt động Page phylogenetic analysis of the G protein-coupled receptors in human and mouse" Genomics 88 (3): 263-73 PMID 16753280 29 Attwood TK, Findlay JB (1994) "Fingerprinting G-protein-coupled receptors" Protein Eng (2): 195–203 PMID 8170923 30 Kolakowski LF Jr (1994) "GCRDb: a G-protein-coupled receptor database" Receptors Channels (1): 1–7.PMID 8081729 31 Foord SM, Bonner TI, Neubig RR, Rosser EM, Pin JP, Davenport AP, Spedding M, Harmar AJ (2005) "International Union of Pharmacology XLVI G protein-coupled receptor list" Pharmacol Rev 57 (2): 279–88 PMID 15914470 32 http://www.ebi.ac.uk/interpro/ISearch?query=gpcr 33.Joost P, Methner A (2002) "Phylogenetic analysis of 277 human Gprotein-coupled receptors as a tool for the prediction of orphan receptor ligands" Genome Biol 3(11): research0063.1–0063.16 PMC 133447 PMID 12429062 34.Vassilatis DK, Hohmann JG, Zeng H, Li F, Ranchalis JE et al (2003) "The G protein-coupled receptor repertoires of human and mouse" Proc Natl Acad Sci USA 100 (8): 4903–4908.PMC 153653 PMID 12679517 35 Xiao X, Wang P, Chou KC (2009) "A cellular automaton image approach for predicting G-protein-coupled receptor functional classes" Journal of Computational Chemistry30 (9): 1414– 1423 doi:10.1002/jcc.21163.PMID 19037861 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi 36 Qiu JD, Huang JH, Liang RP, Lu XQ (July 2009) "Prediction of Gprotein-coupled receptor classes based on the concept of Chou's pseudo amino acid composition: an approach from discrete wavelet transform" Anal Biochem.390 (1): 68–73.PMID 19364489 37 Gu Q, Ding YS, Zhang TL (May 2010) "Prediction of G-Protein-Coupled Receptor Classes in Low Homology Using Chou's pseudo amino acid composition with Approximate Entropy and Hydrophobicity Patterns" Protein Pept Lett 17(5): 559–67 PMID 19594431 38.Hazell GG, Hindmarch CC, Pope GR, Roper JA, Lightman SL, Murphy D, O'Carroll AM, Lolait SJ (July 2011) "G protein-coupled receptors in the hypothalamic paraventricular and supraoptic nuclei - serpentine gateways to neuroendocrine homeostasis" Front Neuroendocrinol 33 (1): 45– 66 .PMID 21802439 39 Dorsam RT, Gutkind JS (Feb 2007) "G-protein-coupled receptors and cancer" Nat Rev Cancer (2): 79–94 PMID 17251915 40 Yamauchi T, Kamon J, Ito Y, Tsuchida A, Yokomizo T, Kita S, Sugiyama T, Miyagishi M, Hara K, Tsunoda M, Murakami K, Ohteki T, Uchida S, Takekawa S, Waki H, Tsuno NH, Shibata Y, Terauchi Y, Froguel P, Tobe K, Koyasu S, Taira K, Kitamura T, Shimizu T, Nagai R, Kadowaki T (June 2003) "Cloning of adiponectin receptors that mediate antidiabetic metabolic effects" Nature 423 (6941): 762–9 PMID 12802337 41.Grigorieff N, Ceska TA, Downing KH, Baldwin JM, Henderson R (1996) "Electron-crystallographic refinement of the structure of bacteriorhodopsin" J Mol Biol 259 (3): 393–421 PMID 8676377 42.Kimura Y, Vassylyev DG, Miyazawa A, Kidera A, Matsushima M, Mitsuoka K, Murata K, Hirai T, Fujiyoshi Y (1997) "Surface of bacteriorhodopsin revealed by high-resolution electron crystallography" Nature 389 (6647): 206–11 PMID 9296502 43 Pebay-Peyroula E, Rummel G, Rosenbusch JP, Landau EM (1997) "Xray structure of bacteriorhodopsin at 2.5 angstroms from microcrystals grown in lipidic cubic phases" Science 277 (5332): 1676–81 PMID 9287223 44 Palczewski K, Kumasaka T, Hori T, Behnke CA, Motoshima H, Fox BA, Trong IL, Teller DC, Okada T, Stenkamp RE, Yamamoto M, Miyano M (2000) "Crystal structure of rhodopsin: A G protein-coupled receptor".Science 289 (5480): 739–45 PMID 10926528 45.Rasmussen SG, Choi HJ, Rosenbaum DM, Kobilka TS, Thian FS, Edwards PC, Burghammer M, Ratnala VR, Sanishvili R, Fischetti RF, Schertler GF, Weis WI, Kobilka BK (2007) "Crystal structure of the human β2-adrenergic G-protein-coupled receptor" Nature 450 (7168): 383– PMID 17952055 46.Cherezov V, Rosenbaum DM, Hanson MA, Rasmussen SG, Thian FS, Kobilka TS, Choi HJ, Kuhn P, Weis WI, Kobilka BK, Stevens RC (2007) "High-resolution crystal structure of an engineered human β2adrenergic G protein-coupled receptor" Science 318 (5854): 1258– 65 PMC 2583103.PMID 17962520 47 Rosenbaum DM, Cherezov V, Hanson MA, Rasmussen SG, Thian FS, Kobilka TS, Choi HJ, Yao XJ, Weis WI, Stevens RC, Kobilka BK (2007) "GPCR engineering yields high-resolution structural insights into β2- Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi adrenergic receptor function" Science 318 (5854): 1266– 73 PMID 17962519 48.Rasmussen SG, Choi HJ, Fung JJ, Pardon E, Casarosa P, Chae PS, Devree BT, Rosenbaum DM, Thian FS, Kobilka TS, Schnapp A, Konetzki I, Sunahara RK, Gellman SH, Pautsch A, Steyaert J, Weis WI, Kobilka BK (January 2011)."Structure of a nanobody-stabilized active state of the β(2) adrenoceptor" Nature 469 (7329): 175–80 PMC 3058308.PMID 21228869 49.Rosenbaum DM, Zhang C, Lyons JA, Holl R, Aragao D, Arlow DH, Rasmussen SG, Choi HJ, Devree BT, Sunahara RK, Chae PS, Gellman SH, Dror RO, Shaw DE, Weis WI, Caffrey M, Gmeiner P, Kobilka BK (January 2011) "Structure and function of an irreversible agonist-β(2) adrenoceptor complex" Nature 469 (7329): 236–40 PMC 3074335.PMID 21228876 50.Warne T, Moukhametzianov R, Baker JG, Nehmé R, Edwards PC, Leslie AG, Schertler GF, Tate CG (January 2011) "The structural basis for agonist and partial agonist action on a β(1)-adrenergic receptor" Nature 469 (7329): 241–4 PMC 3023143.PMID 21228877 51.Xu F, Wu H, Katritch V, Han GW, Jacobson KA, Gao ZG, Cherezov V, Stevens RC (April 2011) "Structure of an agonist-bound human A2A adenosine receptor" Science332 (6027): 322– 7.PMC 3086811 PMID 21393508 52.Rasmussen SG, Devree BT, Zou Y, Kruse AC, Chung KY, Kobilka TS, Thian FS, Chae PS, Pardon E, Calinski D, Mathiesen JM, Shah ST, Lyons JA, Caffrey M, Gellman SH, Steyaert J, Skiniotis G, Weis WI, Sunahara RK, Kobilka BK (July 2011) "Crystal structure of the β(2) adrenergic receptor-Gs protein complex" Nature 477 (7366): 549 -55.PMID 21772288 53 Luttrell LM, Lefkowitz RJ (February 2002) "The role of beta-arrestins in the termination and transduction of G-protein-coupled receptor signals" J Cell Sci 115 (Pt 3): 455–65.PMID 11861753 54 Brass LF (September 2003) "Thrombin and platelet activation" Chest 124 (3 Suppl): 18S–25S PMID 12970120 55 Rubenstein, Lester A and Lanzara, Richard G (1998)."Activation of G protein-coupled receptors entails cysteine modulation of agonist binding" Journal of Molecular Structure (Theochem) 430: 57–71 56.http://www.bio-balance.com/ 57.Chun Ming Teoh, John Kit Chung Tam, Thai Tran Integrin and GPCR Crosstalk in the Regulation of ASM Contraction Signaling in Asthma J Allergy (Cairo) 2012; 2012: 341282 Published online 2012 September 29 58 Millar RP, Newton CL (January 2010) "The year in G protein-coupled receptor research" Mol Endocrinol 24 (1): 261–74 PMID 20019124 59 John C Foreman, Torben Johansen ( 2003), Text book of receptor pharmacology Second Edition 60 Filmore, David (2004) “It's a GPCR world” Modern Drug Discovery (American Chemical Society) 2004 (November): 24–28 61 Susan R George, Brian F.O’Dowd ,Samuel P Lee ” G-protein -coupled receptor oligomerization and its potential for drug discovery “ Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi 62 Venkatakrishna Rao Jala1 , Brandie N Radde, Bodduluri Haribabu, Carolyn M Klinge “ Enhanced expression of G-protein coupled estrogen receptor (GPER/GPR30) in lung cancer “ Jala et al BMC Cancer 2012, 12:624 63 http://www.cvphysiology.com/Blood%20Pressure/BP011a.htm 64 Akrit Sodhi, Silvia Montaner, J Silvio Gutkind “ Viral hijacking of Gprotein coupled receptor signaling networks” 65 Manji H., K (1992), “ G-protein imolication for psychiatry “ , Am J Psychiatry, 149 (6), 746-760 66 Lucy G Andrew (2008) , Telomerase inhibition, Humana Press, 1-8 67 The Nobel Prize in Chemistry 2012 – Advancde release 68 The Nobel Prize in Chemistry 2012 – Popular release Phụ lục 1: Giới thiệu giải thưởng Nobel Ngày 21-10-1833, Alfred Bernhard Nobel chào đời Stockholm (Thụy Điển), gia đình có nhiều người kỹ sư Thời trẻ, ơng nhiều nơi giới thông thạo thứ tiếng Từ năm 1860, nhà máy cha, ông bắt đầu thí nghiệm chế thuốc nổ nitroglycerin Năm 1867, Nobel cấp sáng chế cho loại thuốc nổ ông đặt tên “dynamite” sau xây nhiều nhà máy khắp giới, sản xuất thuốc nổ cung cấp cho công ty khai thác mỏ, xây dựng qn đội Ơng có nhiều nghiên cứu có giá trị khác cao su nhân tạo, da, tơ, đá quý Nobel yêu thích văn học viết số tiểu thuyết, thơ, kịch Ngày 27-11-1895, CLB Thụy Điển–Na Uy Paris (Pháp), Nobel ký di chúc cuối cùng, năm trước ơng qua đời bệnh nhà riêng San Remo (Italia) ngày 10-12-1896 Theo di chúc, ông để lại toàn gia sản tương đương triệu USD lãi suất dùng làm giải thưởng hàng năm mang tên ông, trao cho cá nhân có nghiên cứu đem lại nhiều lợi ích cho người lĩnh vực hóa học, vật lý, sinh học–y học, văn học hòa bình Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Năm 1900, Hiệp hội Nobel, tổ chức tư nhân, thành lập để quản lý tài sản Nobel di chúc làm giải thưởng cho cá nhân đoạt giải Giải thưởng quốc tế danh giá bắt đầu trao hàng năm từ năm 1901 Từ năm 1968, có thêm giải Nobel kinh tế Ngân hàng Trung ương Thụy Điển lập Các giải Nobel trao cho cá nhân, Nobel hòa bình trao cho cá nhân tổ chức Giải thưởng công bố năm vào tháng 10 trao vào ngày 10 tháng 12, ngày kỷ niệm ngày Nobel Giải thưởng bao gồm tiền thưởng, huy chương vàng giấy chứng nhận Lễ trao giải Nobel tổ chức Stockholm (Thụy Điển), riêng lễ trao giải Nobel Hòa bình diễn Oslo (Na Uy) Huy chương Nobel Vật lý Hóa học Huy chương Nobel Văn học Huy chương Nobel Hòa bình Huy chương Nobel Kinh tế Nobel sinh lý hay y học Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Giấy chứng nhận đạt giải Nobel nhà khoa học Brian K.Kobilka Robert J Lefkowitz Phụ lục Con đường nghiên cứu họ thụ thể bắt cặp với Protein G ( GPCRs) nhà khoa học Tiểu sử nhà khoa học đạt giải Nobel Hóa học 2012  Nhà khoa học Robert J Lefkowitz Robert J Lefkowitz sinh ngày 15 tháng năm 1943, nhà y học tiếng người Mỹ tiếng với thụ thể bắt cặp với protein G Ông làm việc trung tâm y khoa Đại học Duke Robert J Lefkowitz sinh vào ngày 15 tháng năm 1943 Thành phố New York gia đình Do Thái Sau tốt nghiệp trường trung học khoa học Bronx, ông theo học Columbia College nhận cử nhân năm 1962 Ông tốt nghiệp bác sĩ Đại học Columbia ngành bác sĩ bác sĩ phẫu thuật năm 1966 Ông hoàn tất nghiên cứu y học bệnh tim mạch thời gian làm việc Bệnh viện đa khoa Massachusetts thuộc Đại học Harvard từ năm 1970 đến năm 1973 Năm 1982, Robert J Lefkowitz phong làm giáo sư Y khoa Trường Đại học Duke (Mỹ) Ơng giữ học hàm giáo sư Sinh hóa Giáo sư Tiến sĩ Robert J Lefkowitz đạt nhiều giải thưởng danh giá y khoa, bao gồm Giải thành tựu nghiên cứu Hiệp hội Tim mạch Mỹ (2009) Huân chương Khoa học Quốc gia (2007) Robert J Lefkowitz chuyên nghiên cứu di truyền Tháng 10 năm 2012, ơng trao giải Nobel hóa học năm 2012 với Brian K.Kobilka Ông biết nhiều nghiên cứu miêu tả đặc tính cụ thể cấu trúc chức thụ thể β-adrenergic thụ thể liên quan khác  Nhà khoa học Brian K.Kobilka Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Brian Kobilka (sinh ngày năm 1955) nhà học học sinh học người Mỹ gốc Ba Lan Ông giáo sư Trường Đại học Stanford, đồng thời nhà đồng sáng lập Công ty Công nghệ sinh học ConfometRx thụ thể bắt cặp với protein G Brian Kobilka tốt nghiệp cử nhân sinh học hóa học Đại học Minnesota (Hoa Kỳ), sau lấy tiến sĩ y khoa Đại học Yale Brian Kobilka tiếng với nghiên cứu ông thụ thể bắt cặp với protein G, ông đạt nhiều giải thưởng nghiên cứu khoa học danh giá Mỹ, chẳng hạn Giải thưởng “Thành tựu nghiên cứu khoa học đột phá năm” vào năm 2007 Tháng 10 năm 2012, ông trao giải Nobel hóa học năm 2012 với Robert J Lefkowitz Quá trình tìm kiếm phát GPCRs (65,66) Phần lớn hiểu biết ngày đặc tính độc đáo thụ thể 7TM phát từ nghiên cứu 40 năm vừa qua Tuy nhiên, rhodopsin xác định sắc tố nhạy sáng từ năm 1870s phối tử hóa trị màng võng mạc công bố vào năm 1933 (3) Trong lịch sử nghiên cứu thụ thể hoạt hóa phối tử mơ tả kỷ trước, nhà khoa học cho tế bào hoạt động có chất tiếp nhận nằm bề mặt (4,5) Trong thí nghiệm ban đầu, mô chuẩn bị đo khả phản ứng chất kích thích (agonists) chất ức chế (antagonists) Trong nửa kỷ sau (khoảng từ 1920 - 1970), học thuyết thụ thể cổ điển xây dựng dựa định luật tác dụng khối lượng (law of mass action) liệu phản ứng phụ thuộc liều lượng (6) Một số thành phần đường truyền tín hiệu tế bào mô tả chi tiết mức độ phân tử trước có hiểu biết rõ ràng thụ thể Đó chất truyền tín hiệu thứ cấp AMP vòng (cAMP) enzyme adenylyl cyclase (7), enzyme kinase phụ thuộc cAMP (8) protein G (9-11) Bản chất thụ thể hoạt hóa từ phối tử gây tranh cãi năm 1970s Sự tổn thụ thể phân tử riêng rẽ bị thách thức chí có giả định cho thụ thể enzyme adenylyl cyclase protein Tổng hợp hóa học kích thích tố đánh dấu phóng xạ trở thành chứng thực nghiệm cho việc tồn thụ thể trở thành phương pháp dò tìm hiển thị thụ thể màng tế bào Người thành công phương pháp Lefkowitz, người biến đổi hormone adrenocortico với iodine đánh dấu quan sát việc chất bám lên màng tuyến thượng thận (12, 13) Sau đó, ơng tập trung nghiên cứu thụ thể epinephrine (hay gọi adrenaline) Nhóm nghiên cứu đạt bước tiến lớn thập niên 1980s Mới tuyển dụng, Kobilka nhận thách đố làm tách gen mã hóa thụ thể β-adrenergic từ gen khổng lồ người Bằng phương pháp tiếp cận sáng tạo ơng ta đạt mục tiêu.Trong gen người có khồng 1000 gen mã hóa cho thụ thể bắt cặp với protein G (1,2) Khi nhà nghiên cứu phân tích gen, họ phát thụ thể tương tự mắt bắt ánh sáng Họ nhận họ thụ thể giống hoạt động cách thức.Hiện nay, nhóm thụ thể gọi nhóm thụ thể gắn kết protein G (G-protein-coupled receptors) Có khoảng ngàn gen mã hóa cho mối thụ thể thế, ví dụ như, với ánh sáng, màu vị, mùi hương, adrenalin, histamine, dopamine Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi serotonin Một nửa loại thuốc men đạt hiệu nhờ thụ thể gắn kết protein G Epinephrine hormone quan trọng chất dẫn truyền xung thần kinh có ảnh hưởng đến nhiều trình sinh lý vd điều hòa nhịp tim huyết áp Các tế bào phản ứng với epinephrine có thụ thể màng đặc trưng (gọi thụ thể adrenaline) dùng để tương tác với phân tử hormone Có loại thụ thể adrenaline khác xếp vào nhóm thụ thể alpha- beta- Các mơ quan khác phản ứng theo cách khác nồng độ epinephrine tăng cao Một thành công quan trọng lúc phối tử đánh dấu cho phép xác định cách đặc hiệu thụ thể loại beta (14-16) Lĩnh vực nghiên cứu nhân rộng, hàng loạt phối tử đánh dấu với tính đặc hiệu tổng hợp để dò tìm lượng lớn thụ thể tương ứng Các phối tử đánh dấu sử dụng để định lượng so sánh hoạt động loạt hợp chất có tính adrenaline thụ thể nhóm beta enzyme adenylyl cyclase Những nghiên cứu nhiệt động học trình bắt cặp phối tử thụ thể liên kết G-protein cung cấp hiểu biết sâu q trình truyền tín hiệu tế bào (17, 18) Năm 1980, chế chung mơ tả q trình hoạt hóa thụ thể, gọi mơ hình phức hệ thành phần (17) Lefkowitz cộng Andre De Lean Jeffery Stadel xây dựng Ba thành phần (1) phối tử ngoại bào, (2) GPCR xun màng (3) G protein đóng vai trò hoạt hóa tín hiệu (17) Các phối tử (có thể hormone, chất truyền xung thần kinh, hợp chất có mùi v.v) bám lên phần ngoại bào thụ thể G-protein liên kết với phần nội bào thụ thể Q trình truyền tín hiệu thụ thể hoạt động theo chế điều hòa dị lập thể (allosteric) việc liên kết dị lập thể có tác động qua lại, tuân thủ định luật nhiệt động học Việc phối tử liên kết với thụ thể làm tăng lực phần thụ thể nội bào G-protein Đồng thời việc liên kết với G-protein làm tăng cường độ lực thụ thể phối tử (17) Sau thập niên nghiên cứu, biết chi tiết chế truyền tín hiệu xun màng thơng qua GPCR chế điều hòa liên quan Một đóng góp mang tính quan trọng Kobilka cộng xây dựng cấu trúc chiều với độ phân giải cao phức hệ thành phần đầy đủ chức bao gồm thụ thể beta adrenaline (βAR) phức hệ với phối tử G-protein (19) Hơn nữa, năm 2011, Kobilka đạt đột phá, ơng nhóm nghiên cứu ơng chụp hình ảnh thụ thể βadrenergic thời điểm kích hoạt hormone gửi tín hiệu vào tế bào Hình ảnh kiệt tác phân tử - kết nhiều thập kỷ nghiên cứu Hình 22: Cấu trúc tinh thể receptor Beta- adrenergic (βAR) trạng thái hoạt động Hormon ( màu vàng) gắn vào vị trí phía ngồi βAR protein G ( màu đỏ cặp đơi với βAR vị trí bên ... Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI TRỊNH HOÀNG CƯỜNG HỌ THỤ THỂ BẮT CẶP VỚI PROTEIN G VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THUỐC MỚI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SỸ Người hướng dẫn: PGS.TSKH Lê... ĐẦY ĐỦ GPCR Thụ thể bắt cặp với protein G GPCRs Họ thụ thể bắt cặp với protein G βAR Thụ thể beta adrenergic mGluRs Thụ thể glutamate Metabotropic Ser Serine Thr Threonin β-arr β-arrestins GEF Yếu... động Ứng dụng nghiên cứu phát triển thuốc Page Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Phần 1: Họ thụ thể bắt cặp với protein G trình truyền tín hiệu tế bào Protein G