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科学家揭秘人体细胞“信号兵” 有助治疗肥胖等
2018-02-02 中国新闻网

  A:两种不同状态的五羟色胺2C受体三维结构图, 橙色为激活状态,绿色为抑制状态。B:细胞膜外的差异 C:细胞膜内的差异 上海科技大学 提供

  科学家揭秘人体细胞“信号兵” 有助治疗肥胖、精神类疾病

  北京时间2月2日,国际顶尖学术期刊《Cell》在线发表了上海科技大学iHuman研究所在人体细胞信号转导研究领域的一项重大突破。该团队率先解析了与肥胖、精神类疾病密切相关的靶点——五羟色胺2C受体的三维精细结构,并以此为线索,揭示了G蛋白偶联受体(GPCR)家族多重药理学的分子机制。

  人体细胞表面分布着许多G蛋白偶联受体,其功能相当于细胞的“信号兵”,它们与人们的日常生活密切相关——比如眼睛能看到灿烂的阳光,鼻子能闻到花朵的芬芳,舌头能尝到食物的酸甜苦辣,其失调将导致疾病的发生。因此,GPCR是药物研发领域的“宠儿”,据介绍,目前市场上超过40%的在售药物都以GPCR为靶点。

  论文第一作者彭瑶 上海科技大学 提供

  作为GPCR家族的一份子,五羟色胺2C受体负责调控人体情绪、食欲、睡眠、疼痛、成瘾、记忆等多个重要生理和心理状态,同时也是抑郁症、精神分裂症、药物成瘾以及其他精神类疾病的潜在药物靶标。然而,基于五羟色胺2C受体的药物研发并不顺利,很多疗效很好的小分子药物有不同程度的副作用。究其原因,主要是由于五羟色胺受体家族成员间相似度很高,导致药物无法准确识别其作用靶标。

  有鉴于此,2014年6月,iHuman研究团队决定以五羟色胺2C受体为研究对象,探索多重药理学药物设计的结构基础。随后,研究团队克服重重困难,在尝试了200多个克隆构建、多种蛋白质表达系统及纯化条件、结晶优化及数据收集实验后,最终同时解析了激动剂和拮抗剂结合的两种不同状态的受体结构。

  论文第一作者彭瑶说:“激动和拮抗两种不同状态的受体结构,就好像一个人具有完全不同的双重性格。通过分析和比较两个结构及功能异同,为我们深入研究五羟色胺2C受体与药物分子的相互作用机制提供了极其宝贵的信息。”iHuman研究所刘志杰教授表示,这种尝试对未来药物研发有很好的启发意义。

  据悉,上海科技大学iHuman研究所聚集了一批从事人体细胞信号转导的海内外知名学者。上海科技大学与中国科学院生物物理研究所联合培养博士生彭瑶为论文第一作者,iHuman研究所执行所长刘志杰教授,创始所长、特聘教授雷蒙德·史蒂文斯及美国北卡莱罗纳大学布莱恩·罗斯教授为论文共同通讯作者,上海科技大学为第一完成单位。

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