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中外科学家攻克细胞信号传导领域重大难题

2018-11-06 22:11:44

中外科学家攻克细胞信号传导领域重大难题

中新北京7月23日电(张素)中国科学院23日发布消息,中科院上海药物研究所徐华强研究员领衔国际上28个实验室组成的交叉团队,利用目前世界上强X射线激光,成功解析视紫红质与阻遏蛋白复合物的晶体结构。该项突破性成果已发表于国际学术期刊《自然》。

美国科学家罗伯特莱夫科维茨和布莱恩科比尔卡曾在G-蛋白偶联受体(GPCR)信号转导领域作出突出贡献,由此获得2012年诺贝尔化学奖。但这一领域尚有重大问题悬而未决,即GPCR如何激活阻遏蛋白信号通路。

徐华强解释,G-蛋白和阻遏蛋白在调节GPCR功能过程中分别扮演阴和阳的角色,GPCR激活G-蛋白的信号通路,但阻遏蛋白会识别被激活的GPCR并使其内吞到细胞内脱敏,进而阻止G-蛋白向下游传递信号。此外,阻遏蛋白能够作为独立的信号转导蛋白,广泛参与多种细胞生理活动,比如人体感官功能和神经活动。

得到GPCR这一类膜蛋白的晶体已是相当困难,要想获得GPCR与阻遏蛋白复合物的晶体更是“难上加难”。过去十余年,徐华强领导的团队一直致力于解析视紫红质和阻遏蛋白复合物的晶体结构。

“视紫红质是一个经典的GPCR,可以感应到光信号,激活视觉功能。”徐华强说,此前因为复合物晶体形态较小,很难获得高分辨率图像。

经过交叉团队紧密配合,研究团队利用了世界上亮的X射线自由电子激光技术,该技术比同步辐射光源还要强万亿倍,由此得到高分辨率的视紫红质-阻遏蛋白复合物晶体结构。该三维结构展现了阻遏蛋白与GPCR的结合模式。

“GPCR是目前成功的药物靶标,迄今40%左右的上市药物均以GPCR作为靶点。”徐华强说,对靶蛋白结构与功能关系的认识越深,越能开发出高效低毒药物,“激活或抑制G-蛋白或阻遏蛋白信号通路,可能使药物具有更好的疗效并有效降低毒副作用”。

科学家们表示,研究有助于人们理解GPCR的脱敏过程,X射线自由电子激光技术更为解决蛋白质科学难题开启了新思路。(完)

原标题:中外科学家攻克细胞信号传导领域重大难题

稿源:中新

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