——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
語音播報
國際頂級期刊《科學(xué)》日前發(fā)表了中國科學(xué)院上海藥物研究所徐華強(qiáng)團(tuán)隊和王明偉團(tuán)隊、浙江大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院張巖團(tuán)隊以及美國匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究團(tuán)隊的合作研究成果——應(yīng)用冷凍電鏡技術(shù)精準(zhǔn)解析了1型人源甲狀旁腺激素受體(PTH1R)與Gs蛋白復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu),揭示了其長效激活狀態(tài)下的分子動力學(xué)機(jī)制,為創(chuàng)制治療骨質(zhì)疏松癥、甲狀旁腺功能減退癥和惡病質(zhì)等疾病的新藥奠定了堅實基礎(chǔ)。
甲狀旁腺激素(PTH)是一種典型的內(nèi)分泌激素,是調(diào)節(jié)血鈣水平的關(guān)鍵因子,對維持肌體離子穩(wěn)態(tài)和骨骼健全至關(guān)重要。PTH與在骨細(xì)胞和腎臟細(xì)胞中高表達(dá)的B類G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)家族成員PTH1R特異性結(jié)合后,可激活下游信號通路,調(diào)節(jié)體內(nèi)的鈣磷代謝。因此,PTH1R是公認(rèn)的骨質(zhì)疏松癥治療靶點(diǎn),相關(guān)藥物已應(yīng)用于臨床。
為精準(zhǔn)解析PTH1R,上述團(tuán)隊的科研人員在徐華強(qiáng)和王明偉的分工協(xié)調(diào)下密切合作、刻苦攻關(guān),先后突破了受體表達(dá)量低、蛋白穩(wěn)定性差和復(fù)合物形成難等技術(shù)瓶頸,獲得了長效配體LA-PTH與PTH1R及Gs蛋白結(jié)合的復(fù)合物,并解析了其三維結(jié)構(gòu)。
這是首次報道的全長激活狀態(tài)PTH1R的立體結(jié)構(gòu),以及首個處于長時激活狀態(tài)下的GPCR三維結(jié)構(gòu),并同時闡明了持續(xù)激活時細(xì)胞內(nèi)環(huán)磷酸腺苷(cAMP)信號的傳導(dǎo)機(jī)理。由于復(fù)合物結(jié)構(gòu)的高分辨率,科研人員還意外發(fā)現(xiàn)了許多有序排列的脂質(zhì)和膽固醇分子圍繞在受體跨膜區(qū),這種現(xiàn)象可能具有穩(wěn)定受體構(gòu)象的效應(yīng)。
既往研究推測,內(nèi)源性配體通過“兩步模式”結(jié)合并激活B類GPCR。然而,人們對配體如何從受體上解離卻知之甚少。甲狀旁腺激素既能快速激活其受體,又可迅速解離??蒲腥藛T借助長效激動劑延長了其在受體上的停留時間,隨后通過精巧細(xì)致的三維分類技術(shù)捕捉到了配體從受體上解離的過程。該研究成果增進(jìn)了我們對B類GPCR分子識別機(jī)制的認(rèn)識。
?。ㄔd于《經(jīng)濟(jì)日報》 2019-05-18 07版)
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