Амерички медицинари Роберт Ј. Лефковиц и Брајан К. Кобилка, за свој рад на ћелијским рецепторима, освојили су ове године Нобелову награду за хемију
Текст: Марија Николић
Бу! Велика је вероватноћа да ће неком, уколико ово довољно гласно и изненада узвикнете испред њега, скочити ниво адреналина у крви. Дакле, као реакција на спољашњи фактор адреналински набој је само једна од манифестација огромне мреже, међусобно повезаних хемијских сигнала који јуре путем милијарди ћелија чије су мембране иначе непробојне.
Наиме, Г- протеин спрегнути рецептори (ГПЦР), класа молекула који пролазе кроз ћелијске мембране, омогућавају нам да, на пример, на застрашивање одреагујемо узнемирењем – и то је само један од многобројних сигналних путања које ови рецептори контролишу.
Амерички медицинари, Роберт Лефковиц и Брајан Кобилка поделили су Нобелову награду из хемије за њихов рад управо на овим ћелијским рецепторима који самој ћелији омогућавају да осети светлост, укус, мирис као и да приме сигнале хомрмона и неуротрансмитера. Разумевање овог рада је круцијално да би се докучила комплексна мрежа сигнала који путују међу ћелијама.
РЕЦЕПТОРИ РАСПОЛОЖЕЊА
Захваљујући раду двојице научника, ми данас знамо да ГПСР представљају највећу групу ћелијских рецептора. Такође, двојица научника су показали како су ГПСР грађени, како раде и како се регулишу – невиђено важан увид будући да су ови рецептори умешани у скоро све наше физиолошке одговоре, укључујући и оне рецепторе који нам омогућавају осећај мириса, регулацију имуног система па чак и промену расположења.
Дакле, ова класа протеина и њихов физиолошки значају су свакако нешто што итекако заслужује престижну награду, иако представља до сада најбрже награђено откриће (обично, неко битно откриће буде награђено чак и неколико деценија касније). Са становишта хемије, ГПСР представљају фантастичан пример молекуларне машине чији деликатни рад смо тек почели да разумевамо.
Ова Нобелова награда је наставак традиције уважавања кристалографа, оних научника који важе за најупорније и најхрабрије. То је традиција која иде у назад до 1962. када су истом наградом награђени Макс Перуц и Џон Кендру, за њихов рад на описивању хемоглобина и миоглобина.
Г-протеин спрегнути рецептори су уједно чувари али и молекуларни гласници ћелије, ширећи сигнале из унутрашњости ка споља. Један сигнал може садржати запањујуће различите стимулусе, од фотона (светлости) до неуротрансмитера и хормона. Они посредују готово у сваком физиолошком процесу: од функција имуног система до укуса, мириса па чак и „бори се- или бежи“ реакције код људи.
ИЗАЗОВ ЗА КРИСТАЛОГРАФИЈУ
ГПСР су такође, изразито важни у медицини и готово суштина учинка скоро 30 одсто свих лекова. Молекули лекова који се везују за ГПСР садрже кофеин, морфин, хероин и хистамин. Распон стимулуса и молекула на које ГПСР реагују је изузетан и њихова улога у животу организама је неупитна.
На жалост, јако дуго, детаљно изучавање структуре ГПСР-а је било скоро немогуће због потешкоћа у њиховом кристализовању. ГПСР су протеини са мембранама, и сваки покушај да се извуку из мембране би комплетно уништио њихов интегритет; то је као када би покушали да изучавамо ембрион а да смо га претходно извадили из материце.
Кристалографија је и даље више уметност него што постоји рационални пут кристализовања одређеног протеина. Кобилкова група је бескрајно много пута пробала различите комбинације док није успела да стабилизује стине молекуле и протеине. Лефковиц је, такође, утврдио нове групе протеина који десентитезују ГПСР, помажући им у регулацији многих физолошких процеса. Дакле, ови ћелијски рецептори су екстремно важни за фармацеутску индустрију и довешће до унапређивања израде лекова.
Најважније, као и било које друго велико откриће, Кобилков и Лефковицев рад више проблематизује него што даје конкретне одговоре, упирући тако у још увек неоткривене области. Функција ГПСР-а се испоставила много значајнијом него што смо мислили.
Функције ГПСР су више као Бахове симфоније него што су сет независних нота где комбинације њихових интеракција доводе до сложених физиолошких одговора. Кобилков, Лефковицев и рад осталих отвара врата разумевању како је ова симфонија диригована.
ХЕМИЈА ИЛИ БИОЛОГИЈА?
Алфреду Нобелу је посебно била важна награда из хемије. У то време хемија је била хемија, а биологија биологија. Данас, без преклапања, улетања, развлачења различитих научних области међусобно, нова научна открића су практично немогућа. Традиционалне границе међу наукама и осталих области – посебно биологије – су избледеле.
Зато је Нобелова награда за хемију 2012. свакако показатељ једног флексибилнијег погледа на науку, али пре свега знак да је хемија у овом тренутку задобила централно место у науци.
Роберт Лефковиц, са Дјук Универзитета, и Брајан Кобилка, са Стенфорда су доктори медицине а не постдокторанти чија је главна опсесија хемија. Иако су доктори медицине, обојица Нобелових лауреата имају снажну хемијску подлогу. Лефковиц је на пример, професор медицине и биохемије.
Биологија и хемија – молекуларне науке – иду руку под руку од како се живот појавио на Земљи пре отприлике 4 милијарди година. Удружено настваљају свој пут и у 21. веку за добробит човечанства, претећи да реше неке од највећих глобалних изазова.
Ти изазови подразумевају раст становништа, ограничене природне ресусре, болести, климатске промене, насиље и рат, и порицање основних људских права – посебно права на научну добробит и технолошки развој.
ТРАГОМ НОБЕЛА
У првоj половини октобра, дан за даном, додељују се Нобелове награде за медицину, физику, хемиjу, књижевност и мир, као ултимативно признање творцима идеја које су промениле свет. Каква су достигнућа Нобелових лауреата, како се до њих дошло, шта представљају и коме су намењена?
Истражите више о НОБЕЛОВИМ НАГРАДАМА.