科學家攻克G蛋白偶聯受體信號轉導重大科學難題

2020-11-27 科學網

 

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）複合物的近原子解析度結構，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，其通過偶聯下遊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析度冷凍電鏡結構。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下遊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射線自由電子雷射技術，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與下遊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、美國弗雷德裡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。

《中國科學報》 (2018-06-19 第1版 要聞)

相關焦點

  • 科學家攻克G蛋白偶聯受體信號轉導難題
    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）複合物的近原子解析度結構，攻克了細胞信號轉導領域的重大科學難題
  • 上海藥物所等G蛋白偶聯受體信號轉導研究取得新突破
    中國科學院上海藥物研究所研究員徐華強領銜的交叉團隊，聯合攻關，利用冷凍電鏡技術成功解析視紫紅質（Rhodopsin）與抑制型G蛋白（Gi）複合物的近原子解析度結構，攻克了細胞信號轉導領域的重大科學難題。該項突破性成果於北京時間6月14日以長文形式在線發表在國際學術期刊《自然》（Nature）上。
  • G蛋白偶聯受體信號轉導的多樣性及藥物發展
    報告題目：G蛋白偶聯受體信號轉導的多樣性及藥物發展 報告人：孫金鵬（北京大學教授 山東大學教授） 時間：2020年11月11日 下午3：30 地點：吉林大學生命科學樓408會議室 主辦單位：吉林大學生命科學學院 個人簡介 孫金鵬教授，博士生導師
  • 發現G蛋白偶聯受體信號轉導調控新機制
    G蛋白偶聯受體（GPCR）參與了機體內多種生理過程的調節，是目前治療多種人類疾病包括代謝性疾病的藥物靶點。
  • 化學學院金長文課題組與合作者揭示G蛋白偶聯受體信號轉導多樣性的...
    ，並結合功能實驗和分子動力學模擬，揭示了GPCR信號轉導多樣性的分子機制。這項研究由北京大學化學與分子科學學院金長文教授課題組與清華大學、史丹福大學和德國埃爾朗根-紐倫堡大學的合作者共同完成。G蛋白偶聯受體（GPCR）家族是最大的一類膜蛋白家族受體，在視覺、嗅覺、味覺以及激素和神經遞質等信號轉導中發揮著重要的生理功能，同時也是關鍵的藥物靶標。
  • Nature communications:G蛋白偶聯受體信號轉導機製取得新進展
    2015年9月15日訊 /生物谷BIOON/ --G蛋白偶聯受體（GPCR）可以說是研究最普遍的一種受體，也是藥物開發工作中的重要靶點GPCR主要通過G蛋白或者Arrestin信號轉導行使功能，然而無論是G蛋白還是Arrestin，如何識別特異的受體產生的信號指令，並翻譯成下遊的功能的機制是不清楚的。
  • 揭示G蛋白耦聯受體信號轉導機制
    9月8日，中國科學院生物物理研究所的王江雲課題組和山東大學醫學院的孫金鵬課題組應用最新的非天然胺基酸編碼技術，揭示了G蛋白偶聯受體重要的信號轉導機制
  • G蛋白偶聯受體:生命科學和藥物研發的「寶藏」
    外界信號作用於細胞，引起細胞內代謝途徑和基因表達等過程的變化，最終表現為細胞特定的生理改變，該過程被稱為細胞的信號轉導。許多分子可以傳導細胞信號，包括蛋白質、多肽、脂質、核苷酸等，甚至包括光和氣味等也是重要的信號轉導分子，這些信號分子統稱為配體。
  • 多篇文章解讀近年來G蛋白偶聯受體領域研究進展
    GPCR，即G蛋白偶聯受體（G protein-coupled receptor），其是人體內最大的膜受體蛋白家族，在細胞信號轉導中發揮重要作用。近年來科學家們圍繞GPCR進行了大量研究，同時也取得了多項研究成果，本文中，小編對近期GPCR領域重磅級研究成果進行整理，分享給大家！
  • 「G蛋白偶聯受體」概念或有波瀾
    在11日舉行的2013年皇后鎮分子生物學(上海)會議上，中美科學家聯手成功解析了世界上首個B型G蛋白偶聯受體，這有望為2型糖尿病等多種代謝疾病帶來更多的新藥物。早在去年10月份2012年諾貝爾化學獎聚焦G蛋白偶聯受體時，相關概念股就曾掀起過一波炒作，如復旦復華、四環生物、香雪製藥及華北製藥等概念股都曾出現過大幅拉升的情景。
  • Cell:纖毛G蛋白偶聯受體與細胞外囊泡之間的信號轉導調控
    通過維持其自身的第二信使環狀AMP（cAMP）和Ca2+的濃度，纖毛為信號分子提供了獨特的反應條件，這些信號分子在通路激活時動態進入和離開纖毛。例如，Hedgehog通路的激活觸發G蛋白偶聯受體（GPCR）GPR161的纖毛出口（ciliary exit），導致的纖毛體cAMP水平的降低促進隨後的信號傳導步驟。
  • 科學家發現了多肽與G蛋白偶聯受體配對的信號系統
    近日，澳大利亞莫納什大學等科研機構的科研人員在Cell上發表了題為「Discovery of Human Signaling Systems: Pairing Peptides to G Protein-Coupled Receptors」的文章，發現了多肽與G蛋白偶聯受體配對的信號系統。
  • 科學網—新發現助新一代G蛋白偶聯受體藥物設計
    本報訊（記者黃辛）上海科技大學iHuman研究所近日在人體細胞信號轉導研究領域獲重大突破。
  • 未來科技創新論壇|布萊恩·卡比爾卡:G蛋白偶聯受體信號轉導動態...
    2012年因"G蛋白偶聯受體研究"和另一位美國科學家Robert J. Lefkowitz獲得2012年諾貝爾化學獎。如果把它通過激素激活，可以看到就會有一個GPCR-G蛋白的一個循環情況。在激活情況之下，這個GTP就會釋放，然後會出現，然後就會激發並且調節其他的細胞蛋白活動。腺苷酸環化酶所發揮的作用會調節細胞內部的活動。它其實是最大的神經膠質受體群，大概30%—40%的藥物都是針對G蛋白偶聯受體所開發的藥物。
  • 香港中文大學(深圳)科學家發現G蛋白偶聯受體的工作機制
    責編 | 兮G 蛋白偶聯受體(GPCRs)是最大的一類膜蛋白家族受體，通過偶聯下遊異源三聚體G蛋白將信號從胞外傳遞至胞內。GPCR是人類基因組編碼最大的膜蛋白超家族，也是最大的藥物靶點。異源三聚體G蛋白主要有四個家族： Gi/o, Gs, Gq/11, G12/13, 它們所介導和調控的細胞質信號級聯反應在哺乳動物細胞功能的各個方面都起著非常關鍵的作用【1-3】。研究發現，單個GPCR可以同時激活一個以上的G蛋白家族，並且具有不同的效率。表現出最高的效率和最快的動力學特性的稱為「初級偶聯」，而表現出較低的效率或較慢的動力學特性的則稱為「次級偶聯」。
  • G蛋白偶聯受體:感覺的一把鎖
    沒有G蛋白偶聯受體，我們就看不見、聽不到、聞不著，甚至無法感受到幸福。 2012年10月10日，美國科學家羅伯特·萊夫科維茨和布萊恩·科比爾卡因為對G蛋白偶聯受體的研究而獲得2012年度諾貝爾化學獎，二人將平分獎金。
  • 醫學院布萊恩·科比爾卡研究組揭示G蛋白偶聯受體-G蛋白複合物形成...
    醫學院布萊恩·科比爾卡研究組揭示G蛋白偶聯受體-G蛋白複合物形成過程清華新聞網5月15日電 5月9日，清華大學醫學院、結構生物學高精尖創新中心布萊恩·科比爾卡（Brian K.Kobilka）教授研究組於《細胞》 （Cell） 雜誌在線發表了題為《G蛋白偶聯受體- G蛋白複合物形成過程的結構機理》（Structural Insights into the Process of GPCR-G Protein Complex Formation）的研究論文。
  • 他們破解了G蛋白偶聯受體之謎
    美國科學家羅伯特·萊夫科維茨和布賴恩·科比爾卡因在G蛋白偶聯受體（GPCR）方面的研究分享了這一獎項。 諾貝爾獎評選委員會在當天的一份新聞稿中宣布，人類的身體是一個精妙調和的系統，幾十億細胞在其間相互作用。每一個細胞都具有微小的受體，使其可以感知周圍的環境，從而適應全新的情況。
  • 上海科技大學揭示G蛋白偶聯受體多重藥理學分子機制—新聞—科學網
    科學網2月3日上海訊（記者 黃辛）上海科技大學iHuman研究所在人體細胞信號轉導研究領域又獲重大突破。
  • Science:我國科學家從結構上揭示人胰高血糖素受體的G蛋白特異性...
    2020年3月21日訊/生物谷BIOON/---G蛋白偶聯受體（GPCR）在細胞信號轉導中起重要作用，並作為多種疾病的重要治療靶標。與細胞外激動劑結合後，GPCR通過招募不同的G蛋白（Gs、Gi和Gq等）刺激各種信號通路以介導多種生理功能。GPCR和特定G蛋白之間的選擇性偶聯對於這類受體的生物學作用至關重要。