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美国科学家第一次揭示人体蛋白受体结构

  β阻断剂应用于临床已有40多年的历史,但直到现在,科学家才最终完成了这些药物的分子靶标———β2肾上腺素受体的一个详细三维结构图。这是科学家第一次真正认识一类重要人体蛋白———G蛋白偶联受体(GPCR)的结构。
有关专家称,这项最新研究绝对是一个重大进步,全世界许多实验室都在试图揭示这一人体蛋白的奥秘,这个重要结构的发现将引领该领域研究达到一个新的水平。相关研究成果发表在近期的《科学》杂志网络版上。

  GPCR是一种科学家最难以处理的膜蛋白分子,尤其是难以得到它们的三维结构。因为它们会抵制形成结构测定所必需的晶体状。为了认识GPCR,研究人员克服了极大的科学障碍。之前唯一成功的一次是测定了奶牛眼睛的视觉色素的结构,但与新的研究相比较为容易,因为色素蛋白非常丰富,而新研究的主要挑战之一便是获取足够的β2肾上腺素受体蛋白。

  在对该蛋白的自然结晶形态进行大量尝试后,研究人员开始转向蛋白工程学寻求解决方法。为了克服蛋白松软问题,研究人员代之使用了一个带有更硬的蛋白结构的弹性环,然后通过模仿该蛋白的自然膜形态环境,设定相应的技术和环境条件,从而诱使这些“顽固”的蛋白变成微细的晶体。

  GPCR控制着人体关键的机体功能,如人体的一些感觉。它还决定着今天近半数药物作用的发挥。因此,这项研究不仅能够加速新型或改良药物的研究,还能拓宽人类对自身健康和疾病的认识。专家称,这些基因工程和结晶技术可广泛适用于类似的蛋白质,这为破解人类基因组序列图中的数百个GPCR结构铺平了道路。
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