美國《科學》(Science)雜誌於3月21日同期在線發表兩篇相關論文,介紹中科院上海藥物研究所徐華強課題組、蔣華良課題組、美國Scripps研究所Ray Stevens課題組、北卡羅那大學Bryan Roth課題組關於五羥色胺(血清素)的聯合研究成果。
五羥色胺是人體重要的一種神經遞質與激素,在中樞神經系統中控制著認知、學習、感情、情緒等腦神經活動;在外周神經系統中,五羥色胺控制著生殖、代謝、血管收縮、骨骼發育等生理功能。因此,五羥色胺系統一直是藥物研究與開發的熱點,作用於該系統的藥物廣泛用於抗精神分裂症、偏頭痛、抗嘔吐及肥胖症等疾病。
然而,五羥色胺功能複雜,亞型繁多,臨床用的五羥色胺調節劑特異性和選擇性差,常引起毒性副作用。由於五羥色胺受體是膜蛋白,柔性較大,蛋白質表達、提純與結晶難度極高。而五羥色胺受體結構的長期匱乏,阻礙了五羥色胺受體的生物學理解及其藥物研發。
徐華強課題組長期以來堅持GPCR(G蛋白偶聯受體)結構與功能關係的研究,於2012年初與合作者同時攻克了五羥色胺受體1B及2B兩個亞型的激動劑複合物的晶體結構。
徐華強等人還與蔣華良課題組合作,利用計算生物學手段,對五羥色胺受體系統的配體識別機制進行系統的研究歸納,深入闡述了五羥色胺受體—配體結合的分子機制。在結構測定的基礎上,他們又與美國北卡羅來那大學Bryan Roth合作,利用點突變及下遊信號傳導的分析,揭示了五羥色胺受體亞型的信號傳導特異性。
《科學》雜誌審稿人對此研究給予高度評價,稱其為「五羥色胺研究領域的裡程碑」,並將這兩項成果作為兩篇論文同時發表。徐華強認為,這些研究將對五羥色胺系統的生物學發展及藥物研究產生深刻影響,特別是對如何增強五羥色胺配體的特異性,降低其副作用有重要意義。(來源:中國科學報 黃辛)