В 1977 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине получили Роже Гиймен и Эндрю Шалли за открытие гонадотропин-рилизинг гормона (ГнРГ) — ключевого регулятора репродуктивной системы. Сегодня рецептор этого гормона (ГнРГ-Р) остается в центре внимания ученых.

ГнРГ-Р играет важную роль в лечении бесплодия и гормонозависимых раков — например, простаты и молочной железы. Препарат лейпрорелин, аналог гонадотропин-рилизинг гормона, стал основным средством против этих заболеваний. Но изучить структуру рецептора долго не удавалось: он плохо вырабатывался в лабораторных условиях и быстро разрушался.

Китайские ученые под руководством Дуань Цзя и Сюй Хуацяна наконец разобрались, как устроен рецептор гонадотропин-рилизинг гормона. Они использовали криоэлектронную микроскопию, чтобы получить высокодетализированные изображения рецепторов двух видов — африканской шпорцевой лягушки и свиньи (ее рецептор почти идентичен человеческому).

Криоэлектронная микроскопия (крио-ЭМ) — метод, позволяющий увидеть структуру молекул с высочайшей детализацией. Белки быстро замораживают при температуре жидкого азота (–196 °C), чтобы они не разрушались, а затем снимают их под микроскопом с разных ракурсов. Компьютер объединяет тысячи снимков в одну четкую 3D-модель.

Результаты опубликованы в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.

Оказалось, что гормон ГнРГ изгибается в форме перевернутой буквы U и глубоко проникает в рецептор. Его концы взаимодействуют с критически важными участками белка. Мутации в этих зонах нарушают передачу сигнала, что подтвердили эксперименты.

Ученые также проанализировали девять одобренных препаратов, включая трипторелин и нафарелин. Выяснилось, что замена глицина на D-аминокислоты (например, D-триптофан) стабилизирует структуру гормона и повышает его активность. Это открытие поможет создавать более эффективные лекарства.

Теперь, когда структура рецептора гонадотропин-рилизинг гормона известна, у медиков появилась карта для разработки новых методов лечения бесплодия и рака.

Это исследование — настоящий прорыв. Теперь мы точно знаем, как выглядит рецептор ГнРГ в активном состоянии. Это позволит:

• Улучшить существующие препараты — например, сделать их стабильнее или уменьшить побочные эффекты.
• Создать новые лекарства — например, для пациентов, у которых развилась резистентность к текущей терапии.
• Точнее настраивать лечение — понимая механизм работы рецептора, можно подбирать индивидуальные дозы.

Особенно важно это для онкологии: многие препараты на основе ГнРГ (например, лейпрорелин) приходится принимать годами, и знание структуры рецептора поможет сделать их безопаснее.

Исследование проведено блестяще, но есть нюанс: структуры получены для рецепторов лягушки и свиньи. Хотя они очень похожи на человеческие, небольшие отличия могут влиять на работу лекарств. Чтобы окончательно подтвердить результаты, нужны эксперименты с человеческим рецептором гонадотропин-рилизинг гормона.

Ранее ученые рассказали, как гормоны влияют на здоровье мозга.