上海信帆生物：G蛋白偶聯受體3D結構

一個(ge) 由德國、瑞典和美國組成的研究組在室溫條件下，利用LCLSX射線激光器，成功解碼一種重要G蛋白偶聯受體(ti) (GPCR)的3D結構。同時驗證了LCLSX射線激光器的可行性。相關(guan) 文章發表於(yu) 2013年12月20日的《science》雜誌上。

Science：利用新技術在天然條件下成功獲得g蛋白偶聯受體(ti) 3D結構

GPCR功能

GPCR是一個(ge) 蛋白大家族，對人類健康有關(guan) 鍵性作用，約40%的現代藥物都靶標這類蛋白。與(yu) GPCR有關(guan) 的疾病包括，高血壓、哮喘、精神分裂症和帕金森症。由於(yu) 這類蛋白的重要性，GPCR相關(guan) 研究獲得了2012年的諾貝爾化學獎。

然而，解析GPCR的結構並不容易。“我們(men) 在室溫條件下，獲得了這種重要膜蛋白的高分辨率結構，”Scripps研究所的VADIm Cherezov說，他是這項研究的。“同時我們(men) 還驗證了一種新技術，以後人們(men) 可以放心的用它來解析新的結構。”

新技術解析GPCR結構

研究人員對人類的5-羥色胺受體(ti) 進行了研究，該蛋白與(yu) 學習(xi) 、情緒和睡眠有關(guan) ，是肥胖、抑鬱和偏頭痛藥物的靶標。為(wei) 了模擬細胞環境，科學家們(men) 在脂肪凝膠中製備該受體(ti) 的結晶。他們(men) 利用新型注射係統，使凝膠進入LCLS(Linac Coherent Light Source)x射線脈衝(chong) 的路徑，以收集蛋白的結構信息。

這一方法解決(jue) 了GPCR研究中的zui大障礙：傳(chuan) 統X射線研究使用同步加速器的，需要較大的結晶體(ti) ，而GPCR很難達到這樣的尺寸。由於(yu) LCLS比zui強力的同步加速器還明亮百萬(wan) 倍，還支持超快的成像，研究人員可以通過這一技術分析微小結晶並立即收集數據。LCLS成像時射線還來不及造成傷(shang) 害，因此樣品不需要進行冰凍，可以在更天然的狀態下檢測。

用同步加速器的研究，往往要耗費很長時間，才能獲得困難蛋白的大晶體(ti) 。之後，還需要幾個(ge) 月的時間來優(you) 化結晶，收集足夠的結構數據。而LCLS技術能解析更小的結晶，可以在幾天的時間內(nei) 完成結構分析。

*通訊作者，TSRI的劉偉(wei) (音譯Wei Liu)說，“不用收集晶體(ti) 顆粒是一大優(you) 勢，我們(men) 隻需將含有微晶體(ti) 的膠狀樣品載入注射器，就可以收集數據。另外，不用在液氮中冷凍也很重要。我們(men) 可以在室溫下解析分子結構，這更貼近蛋白的天然環境溫度(體(ti) 溫)。”

人體(ti) 大約擁有800種GPCR，但迄今為(wei) 止，科學家們(men) 隻解析了十多個(ge) GPCR結構。 此前，人們(men) 已經用傳(chuan) 統方法分析過人類5-羥色胺受體(ti) 的結構，但當時進行實驗的條件並不理想。現在，新技術提供了更為(wei) 準確的5-羥色胺受體(ti) 的結構，將幫助人們(men) 更好的開發相關(guan) 藥物，避免副作用。

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