Disse sitter inni cellemembranene våre og virker som sensorer som videreformidler informasjon fra mange ulike stimuli som lys, lukt, smak, men også hormoner som adrenalin, til cellens innside. Dette skjer uten at nerveceller er innblandet.
Reseptorene er svært effektive og trengs bare i små mengder, men dette gjorde det også vanskelig å identifisere og studere dem.
Merking med radioaktivt jod
Et av Robert Lefkowitz’ triks var å merke reseptorene med radioaktivt¨jod, og hans oppdagelser (publisert i 1970), fikk stor oppmerksomhet. Men man visste fortsatt ikke hvordan disse reseptorene så ut og hadde derfor lite kunnskap om hvordan de virket. Dette var et problem, ikke minst for legemiddelindustrien siden 50% av alle medisiner virker mot disse reseptorene. Det var her Brian Kobilka kom inn. Han begynte i Lefkowitz sin gruppe som ung postdoc og klarte å få tak i genene til noen av reseptorene, og dekodet DNA-sekvensen. Dette hjalp for å få laget større mengder av proteinene så de ble lettere å studere.
Røntgenkrystallografi
Forskerne fant ut at reseptorene vikler seg syv ganger gjennom cellemembranen, men hvordan ser de ut i detalj? For å få slik detaljert informasjon kan man krystallisere reseptorene og ta røntgenbilde av dem. Dette var også problematisk, for krystallisering av et protein krever at det står helt i ro, mens disse reseptorene er svært aktive maskiner. I tillegg sitter de inni cellemembranen og er fettløselige, og dermed ekstra vanskelige å jobbe med. Men Brian Kobilka visste råd. Etter mange år med mislykkede forsøk klarte han for 5 år siden å tvinge en reseptor til å krystallisere, igjen ved hjelp av en rekke triks. For eksempel tilsatte han et antistoff for å holde reseptoren på plass, og byttet ut en fleksibel del med et mer samarbeidsvillig protein, alle krystallografers favorittprotein lysozym (anm.: det første enzymet som fikk røntgenstrukturen løst, i 1965). Dette var det første gjennombruddet.
Påvirker stress og redsel
Reseptoren som Kobilka løste 3D-strukturen til heter beta-adrenerg reseptor og blir stimulert av adrenalin. Den spiller en viktig rolle når vi blir redde eller stresset, og kan redde livet vårt hvis vi f.eks. må løpe så fort vi kan fra en fare. Men den kan også være til last når det gjelder sceneskrekk eller kronisk stress og ikke minst hjertesykdommer. Da vil vi heller at virkningen av reseptoren skal bli dempet, dette kan oppnås ved hjelp av legemiddelgruppen betablokkere. Kartleggingen av denne reseptoren var altså svært viktig for legemiddelindustrien, og informasjonen kunne videre brukes til å finne ut mye om andre reseptorer av samme typen.
Målet nådd
Men fortsatt manglet én viktig bit av puslespillet: Hvordan gir reseptoren stafettpinnen videre til sin partner G-proteinet på innsiden av cellen? Det store gjennombruddet kom ikke før i 2011. Brian Kobilka klarte å ta et høyoppløselig røntgenbilde av hele det aktive komplekset, med stimulansmolekyl og G-protein koblet på. Det store målet var nådd – nå kan vi forstå hvordan vi ser, lukter, smaker og føler, og har et viktig redskap i kampen mot uønskede plager.
Alfred Nobel hadde likt denne prisen – det var hans ønske at man hvert år skulle hedre de store oppfinnelsene fra året før, noe som skjer altfor sjeldent i dag.