人体细胞表面有各种各样的受体，许多分子和治疗药物可以与这些受体结合，以激活细胞内的信号来调节不同的生理功能。gpcr是人类细胞上最大的受体家族，也是一个非常重要的受体家族。
所有批准的药物中有三分之一以这样或那样的方式靶向gpcr。然而，对于大约三分之一的gpcr，科学界并不知道哪些分子——或者它们被称为配体——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·杰斐逊大学的合作者一起发现了新的信号系统:由17个肽配体激活的5个gpcr。因此，发表在《细胞》杂志上的这项新研究将已知的肽- gpcr网络从348个相互作用扩展到415个，或者总共增加了19%。
研究人员希望找到具有信号分子功能的肽，因为它们代表了与gpcr结合的所有已知配体的71%左右，并且它们在临床试验中的测试越来越多。简而言之，多肽是寻找新的信号分子的一个很好的起点。
潜在的肽配体从细胞中的所有蛋白质中被识别出来，即所谓的蛋白质组，由大约20,000种蛋白质组成。研究人员关注的是那些从细胞中分泌出来的，比如作为信号分子需要分泌的肽。然后，他们过滤掉了所有具有已知功能的基因。
在研究项目中，他们随后使用机器学习来预测哪些潜在的肽可能成为gpcr的配体。计算考虑了300多个物种的基因组，并试图回答这些肽在多大程度上是“进化保守的”，或者与物种中的肽具有相同的特征。
“在将计算药物设计与药理学、机器学习和基因组学相结合的过程中，我们使用了一种真正的协作方法来识别人类生物学的这些新方面。如果不是我们方法的跨学科性质，我们不可能识别出这么多对，”大卫·e·格洛瑞姆说。
研究人员选择了218个潜在的配体，他们用三种不同的尖端技术对21个受体进行筛选，以捕捉不同的受体反应:细胞内的物理质量分布，细胞内受体的内化和一种叫做β -抑制素的蛋白质的募集。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途径的一些信号。如果没有与汉斯教授Br?uner-Osborne的合作，这项工作是不可能完成的。
这一全面的实验过程花费了3年多的实验室工作，最终，研究人员确定了5种与27个肽配体配对的gpcr。已鉴定的肽配体的起源基因先前涉及许多疾病，包括遗传，神经系统和肿瘤疾病。
这表明，研究人员已确定的信号系统具有很高的翻译潜力作为治疗靶点。他们现在将继续研究这五种信号系统是如何工作的，以及它们是如何影响人体生理的。
