Robert J. Lefkowitz

Robert J. Lefkowitz, f. 15.04.1943, amerikansk biokemiker, professor i medicin ved Howard Hughes Medical Institute og i biokemi ved Duke University Medical Center, Durham, NC, USA.

Lefkowitz har siden slutningen af 1960'erne beskæftiget sig med de mekanismer, der befordrer signaler eller informationer gennem levende cellers vægge (cellemembraner). Man har længe vidst, at indersiden af en celle blev påvirket af forholdene uden for cellen, selvom der ikke blev transporteret stof gennem cellemembranen. Allerede i slutningen af 1900-t. blev man klar over, at cellemembranen må indeholde nogle følere, receptorer, som kan registrere tilstedeværelsen af kemiske stoffer, fx hormoner, medikamenter eller giftstoffer, omkring cellen.

Lefkowitz var blandt de første, der faktisk sporede en receptor. Han bandt radioaktivt jod til et hormon, og da hormonet koblede sig til en receptor på cellemembranen, kunne han identificere receptoren via den radioaktive stråling. Hvorledes bindingen af hormonet på ydersiden af cellen havde en effekt inde i cellen, blev klart i løbet af 1980'erne. Såkaldte G-proteiner i cellen aktiveres af receptoren, og disse proteiner igangsætter en kæde af reaktioner, som ændrer cellens stofskifte.

For at forstå, hvordan receptoren virker, søgte og isolerede Lefkowitz sammen med en ung forsker i hans gruppe, Brian K. Kobilka, det gen, som koder for receptoren. Herved afsløredes det, at receptoren består af syv lange spiralformede strenge (helixer), som slynger sig gennem cellemembranen. Det blev således klart, at receptorer for meget forskellige typer af hormoner og transmitterstoffer har samme struktur og udgør den største familie af membranproteiner i det humane genom.

Det endelige gennembrud i forståelsen af, hvorledes disse såkaldte G-protein-koblede receptorer (GPCR) fungerer, kom i 2011, hvor Kobilka og hans forskergruppe ved Stanford University i Californien med røntgendiffraktion optog et billede af receptoren netop i det øjeblik, hvor den overfører signalet fra hormonet på ydersiden af cellen til G-proteinet på indersiden. Når hormonet binder til de syv spiralstrenge på ydersiden, spredes strengenes ender inde i cellen og åbner et hulrum, som netop passer til G-proteinets rumlige struktur. Når G-proteinet bindes her, aktiveres det og iværksætter processer i cellens indre.

Lefkowitz har desuden bidraget afgørende til at afklare, at disse receptorer også kan signalere via såkaldte arrestiner, og at lægemidler ofte virker ved at balancere mellem de to forskellige signaleringsveje.

Lefkowitz og Kobilka fik sammen nobelprisen i kemi i 2012 "for studier af G-protein-koblede receptorer".