中新網北京7月23日電 (記者 張素)中國科學院23日發布消息,中科院上海藥物研究所徐華強研究員領銜國際上28個實驗室組成的交叉團隊,利用目前世界上最強X射線激光,成功解析視紫紅質與阻遏蛋白復合物的晶體結構。該項突破性成果已在線發表于國際頂級學術期刊《自然》。
美國科學家羅伯特·萊夫科維茨和布萊恩·科比爾卡曾在G-蛋白偶聯受體(GPCR)信號轉導領域作出突出貢獻,由此獲得2012年諾貝爾化學獎。但這一領域尚有重大問題懸而未決,即GPCR如何激活阻遏蛋白信號通路。
徐華強解釋,G-蛋白和阻遏蛋白在調節GPCR功能過程中分別扮演陰和陽的角色,GPCR激活G-蛋白的信號通路,但阻遏蛋白會識別被激活的GPCR并使其內吞到細胞內脫敏,進而阻止G-蛋白向下游傳遞信號。此外,阻遏蛋白能夠作為獨立的信號轉導蛋白,廣泛參與多種細胞生理活動,比如人體感官功能和神經活動。
得到GPCR這一類膜蛋白的晶體已是相當困難,要想獲得GPCR與阻遏蛋白復合物的晶體更是“難上加難”。過去十余年,徐華強領導的團隊一直致力于解析視紫紅質和阻遏蛋白復合物的晶體結構。
“視紫紅質是一個經典的GPCR,可以感應到光信號,激活視覺功能。”徐華強說,此前因為復合物晶體形態較小,很難獲得高分辨率圖像。
經過交叉團隊緊密配合,研究團隊利用了世界上最亮的X射線自由電子激光技術,該技術比同步輻射光源還要強萬億倍,由此得到高分辨率的視紫紅質-阻遏蛋白復合物晶體結構。該三維結構展現了阻遏蛋白與GPCR的結合模式。
“GPCR是目前最成功的藥物靶標,迄今40%左右的上市藥物均以GPCR作為靶點。”徐華強說,對靶蛋白結構與功能關系的認識越深,越能開發出高效低毒藥物,“激活或抑制G-蛋白或阻遏蛋白信號通路,可能使藥物具有更好的療效并有效降低毒副作用”。
科學家們表示,研究有助于人們理解GPCR的脫敏過程,X射線自由電子激光技術更為解決蛋白質科學難題開啟了新思路。(完)