人体细胞表面有多种受体，许多分子和治疗药物可以与它们结合，从而激活细胞内信号来调节不同的生理功能。GPCR是人类细胞中最大的(也是非常重要的)受体家族。
三分之一的获批药物都以这样或那样的方式瞄准了GPCR。然而，对于大约三分之一的GPCR人来说，科学界不知道哪些分子(或配体)与受体结合并激活信号。
现在，哥本哈根大学的研究人员与北卡罗来纳大学教堂山分校和托马斯杰弗逊大学的合作者一起，发现了一种新的信号系统：由17个肽配体激活的五个GPCR。因此，这项新的研究发表在《细胞》杂志上，从而将已知的肽-GPCR网络从348个相互作用扩展到415个相互作用，或将总数增加了19%。
“研究人员可以全职研究GPCR信号系统，因为它们具有巨大的治疗潜力，大量针对它们的药物证明了这一点。在这项研究中，我们确定了五个新的这样的系统。换句话说，不是。这项研究每天都在进行，这可能会对药物开发产生巨大影响。”该研究的主要作者，UCPH药物设计和药理学系的大卫格洛里厄姆教授说。
跨学科的努力
研究人员希望找到能够充当信号分子的肽，因为它们代表了所有已知的与GPCR结合的配体的71%，并且在临床试验中越来越多地被测试。简而言之，肽是发现新信号分子的良好起点。
从细胞中的所有蛋白质(所谓的蛋白质组)中鉴定出潜在的肽配体，该蛋白质组由大约20，000种蛋白质组成。研究人员专注于细胞分泌的肽，因为作为信号分子的肽需要分泌。然后，他们过滤掉所有已知函数的函数。
在这个研究项目中，他们使用机器学习来预测哪些潜在的肽可能是GPCR配体。这种计算考虑了300多个物种的基因组，并试图回答该肽在多大程度上是“进化保守的”或与该物种中的肽具有相同的特征。
“通过将计算药物设计与药理学、机器学习和基因组学相结合，我们使用了一种真正协作的方法来识别人类生物学的这些新方面。如果不是跨学科的性质，我们将无法为我们确定这么多方法，”大卫e格洛里厄姆说。
高翻译潜力
研究人员选择了218种潜在的配体，并使用三种不同的尖端技术筛选了21种受体，以捕捉不同的受体反应：细胞内物理物质的分布、细胞内受体的内化和称为-arrestin的蛋白质的募集。研究人员使用了三种技术，因为只使用一种可能会错过使用其他方式的一些信号。没有汉斯布劳内-奥斯本教授的合作，这项工作是不可能的。
这个综合实验过程花了三年的实验室工作。最后，研究人员确定了5对具有27个肽配体的GPCR对。已鉴定的肽配体起源基因以前与许多疾病有关，包括遗传、神经系统和肿瘤疾病。
这表明研究人员已鉴定的信号系统具有很高的翻译潜力，可以作为治疗靶点。现在，他们将继续他们的研究，以研究五个信号系统中的每一个是如何工作的，以及可能影响人类生理的。
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