Læknablaðið - 15.02.2013, Blaðsíða 42

UMFJÖLLUN O G GREINAR
Tveir læknar hlutu Nóbels-
verðlaunin í efnafræði 2012
/ /
I
Magnús Karl Magnússon
prófessor í lyfja- og eiturefnafræði og
forstöðumaður rannsóknarstofu í lyfja- og
eiturefnafræði við læknadeild H[
magnuskm@hi.is
Guðmundur Þorgeirsson
yfirlæknir á Landspítala og prófessor i lyflæknisfræði
og deildarforseti læknadeildar Hl
Nóbelsverðlaunin í efnafræði 2012 voru
veitt fyrir rannsóknir á G-próteintengdum
viðtökum og féllu í skaut tveimur banda-
rískum læknum, Robert J. Lefkowitz,
prófessor í lyflæknisfræði og lífefnafræði
við Duke-háskóla, og Brian K. Kobilka,
prófessor í sameinda- og frumulífeðlis-
fræði og hjartasjúkdómafræði við Stan-
ford-háskóla.
í tilkynningu Konunglegu sænsku
vísindaakademíunnar segir: „Líkaminn
er fínstillt kerfi þar sem billjónir frumna
eiga samskipti. Sérhver fruma býr yfir
viðtökum sem skynja umhverfið og gera
frumunni kleift að bregðast við nýjum
aðstæðum. Robert Lefkowitz og Brian Ko-
bilka fá Nóbelsverðlaunin í efnafræði fyrir
uppgötvanir sem marka tímamót með því
að varpa ljósi á það hvernig viðtakar úr
ákveðinni fjölskyldu viðtaka, svokallaðra
G-próteintengdra viðtaka, vinna sitt verk."
Síðar í tilkynningunni segir: „A síðasta ári
(2011) urðu önnur tímamót þegar Kobilka
og samstarfsmönnum hans tókst að ná
mynd af þ-adrenerga viðtakanum á því
augnabliki sem hann binst hormóni og
virkjast og sendir síðan boð inn í frumuna
(mynd 1). Þessi mynd er efnafræðilegt
meistaraverk - árangur áratuga rann-
sóknarvinnu."
Saga svokallaðra G-próteintengdra
viðtaka er nátengd sögu lífeðlisfræði og
frumulíffræði 20. aldar. Þessi fjölskylda
telur um eitt þúsund viðtaka á yfirborði
frumunnar.1 Þeir skynja umhverfi frum-
unnar með bindingu við hormón og boð-
efni og þeir skynja einnig utanaðkomandi
boð í formi ljóss eða lyktar. LFm 40% allra
lyfja skila verkun sinni í gegnum þessa
mikilvægu fjölskyldu frumuviðtaka.
Robert Lefkowitz, læknir við lyflæknis-
deild Duke-háskóla, hefur verið í farar-
broddi vísindamanna við rannsóknir
á G-próteintengdum viðtökum allt frá
lokum sjöunda áratugs síðustu aldar.
Árið 1970 birti hann greinar sem lýstu
einangrun adrenvirkra viðtaka sem leyfðu
nákvæmar mælingar á bindingu hormóns
og viðtaka.2 Árið 1980 setti hann ásamt
samstarfsmönnum fram módel yfir það
hvernig viðtakaörvun ætti sér stað. Mód-
elið var kallað „ternary complex módel"
eða þríþætt samstæða3 og gerir ráð fyrir
að miðlun örvunar verði í gegnum bind-
ingu þriggja sameinda þegar viðtakinn
örvast, það er áverkunarefnis, viðtaka
og G-próteins. Þeir spáðu því að binding
áverkunarefnis við viðtakann myndi
valda breytingu í byggingu viðtakans á
innra borði frumuhimnunnar sem síðan
leiddi til bindingar við G-prótein. Slík
binding örvaði G-próteinið og leiddi til
boðflutnings inn í frumuna. Þetta módel
hefur grundvallað skilning manna á sam-
skiptum áverkunarefna og þessarar víð-
feðmu viðtakafjölskyldu síðustu áratugi.
G-próteinið er tímastillt boðefnissameind
sem við örvun viðtaka bindur GTP í stað
GDP en eftir GTP-bindinguna getur prót-
einið örvað fjölda innri boðkerfa, meðal
annars myndun á c-AMP. En G-próteinið
hefur líka innbyggðan tímastilli, svokall-
aðan GTP-asa, sem klýfur GTP í GDP og
við það slekkur sameindin á sér.
Brian Kobilka, læknir og vísindamaður
við Stanford-háskóla, hóf vísindaferil
sinn á rannsóknarstofu Lefkowitz um
miðjan níunda áratuginn. Um það leyti
hafði sameindaerfðafræðin hafið innreið
sína í frumulíffræði og rannsóknarstofa
Lefkowitz var í fararbroddi á sviði sam-
eindaerfðafræði viðtaka. Það taldist til
stórafreka er þeim tókst að einangra og
raðgreina beta-1 viðtakann. Með saman-
burði við nýlega raðgreindan rhodopsin-
viðtaka greindu þeir grundvallareiningu
102 LÆKNAblaðiö 2013/99