【中國科學報】科學家攻克G蛋白偶聯受體信號轉導重大科學難題
本報訊(記者黃辛)中科院上海藥物研究所研究員徐華強領銜的交叉團隊 ,利用冷凍電鏡技術成功解析視紫紅質與抑制型G蛋白(Gi)複合物的近原子解像度結構 ,攻克了細胞信號轉導領域的重大科學難題 。6月14日 ,相關研究成果在線發表於《自然》 。
GPCR是最大的一類細胞跨膜信號轉導受體家族和最重要的藥物靶標 ,其通過偶聯下游G蛋白和阻遏蛋白等多種效應蛋白轉導胞外信號 。在多種GPCR效應蛋白中 ,抑制型G蛋白可選擇性偶聯五羥色胺受體和多巴胺受體等GPCR ,發揮調節情緒 、食慾 、動機 、認知和獎勵等功能 。
徐華強團隊在研究中獲得了視紫紅質和Gi蛋白複合物的近原子解像度冷凍電鏡結構 。該結構首次展示了GPCR與Gi蛋白相互作用界面的結構細節 ,完善了人們對GPCR-Gi下游轉導選擇性分子機制的理解 ,也為設計高效低毒的GPCR靶向藥物提供了結構基礎 。
這項工作是徐華強與合作者在GPCR研究領域的又一重要突破 。2015年其利用X射線自由電子激光技術 ,在《自然》雜誌發表了rhodopsin與阻遏蛋白複合物的晶體結構 ,攻克了細胞信號轉導領域的重大科學難題 。這一突破性成果入選兩院院士評選2015中國十大科技進展新聞 ,同時徐華強也榮獲了2016年國際蛋白質學會授予的Hans Neurath獎 。2017年其再次破解了GPCR招募阻遏蛋白的磷酸化密碼 ,研究成果以封面文章形式發表在《細胞》雜誌上 。
專家表示 ,這些研究成果深入系統地對GPCR與下游多種效應蛋白相互作用進行研究 ,闡述了GPCR信號通路轉導的分子機制 ,具有重大的理論意義和實際應用價值 。
據悉 ,這項工作由上海藥物所 、美國溫安洛研究所 、美國弗雷德里克國家癌症研究實驗室 、美國芝加哥大學 、加拿大多倫多大學和美國國家癌症研究所等機構合作完成 。