强强联合破医学难题 中外科学家联手揭开细胞的秘密

中科院上海药物所研究员徐华强领衔国际28个实验室、60余名科学家所组成的交叉团队，经过联合攻关，利用世界最强X射线激光，成功解析视紫红质-阻遏蛋白复合物晶体结构，攻克了细胞信号传导领域重大科学难题。该突破性成果23日在线发表于国际顶级学术期刊《自然》。

强强联合破医学难题 中外科学家联手揭开细胞的秘密

2012年，诺贝尔化学奖颁给美国科学家罗伯特·莱夫科维茨和布莱恩·科比尔卡，以表彰他们在G蛋白偶联受体信号转导领域做出的重要贡献。他们的研究成果揭开了人体信息交流系统的秘密，即身体如何感知外部世界、并将信息通过下游G蛋白发送到细胞，具有划时代意义。

然而，与之相关的另一个重大科学问题仍然长期困扰着世界结构生物学家，即G蛋白偶联受体如何激活另一条信号通路——阻遏蛋白。

“G蛋白和阻遏蛋白共同构成了G蛋白偶联受体下游的两条主要信号通路，二者分别扮演阴和阳的角色。”徐华强说，此前研究表明，阻遏蛋白能够作为独立的信号转导蛋白，广泛参与多种细胞生理活动，调节与G蛋白通路不同的生理功能，比如人体感官功能和神经活动。

那么，阻遏蛋白到底是如何调节G蛋白偶联受体的生理功能呢?科学家们寄希望于获得G蛋白偶联受体与阻遏蛋白复合物的晶体结构。

“这是一项异常困难的科研攻关，最大的挑战是复合物的晶体形态过小，未能达到同步辐射光源所适合的尺寸，因此很难获得高分辨率的图像。”徐华强说。

经过长达10年的持续攻关、紧密配合，徐华强所领导的国际交叉团队终于创新性地利用比传统同步辐射光源强万亿倍的世界最亮X射线自由电子激光技术，得到高分辨率视紫红质-阻遏蛋白复合物晶体结构。

据介绍，视紫红质是一个经典的G蛋白偶联受体，它可以感受外界光信号，并将光信号传导至细胞内，进而产生视觉。

徐华强表示，高分辨率复合物晶体结构的获得拥有重大科学意义：一方面，该“高清画像”证实，阻遏蛋白、G蛋白这两条信号通路与G蛋白偶联受体的作用机制各不相同，这为深入理解细胞信号传导奠定了重要基础。另一方面，该结构展示了世界最强激光在结构生物学领域的强大应用前景，这将对未来解决更具挑战性的蛋白质世界科学难题带来颠覆性变革。

此外，该研究还为开发选择性更高的药物奠定了坚实理论基础。G蛋白偶联受体是目前最成功的药物靶标，迄今40%左右的上市药物都以此作为靶点。而在药物发现领域，对靶蛋白结构与生理功能关系的认识越深刻，开发出高效、低毒药物的几率越大。

徐华强表示，靶向其中一条信号通路的药物，也就是激活或抑制G蛋白或阻遏蛋白信号通路，可能具有更好的疗效，并有效降低毒副作用。（新华网）

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