【文匯報】溫故知新揭秘蛋白「關閉」信號

  溫故知新揭秘蛋白「關閉」信號

  《細胞》雜誌今以封面文章發表上海科學家重磅發現

  本報訊 (首席記者 許琦敏) 子曰 :「溫故而知新 ,可以為師矣 。」對於科學數據的「溫故知新」 ,也會收穫新發現 。最近 ,中科院上海藥物研究所徐華強研究員領銜的國際交叉團隊 ,將兩年前所獲得的一套高精度蛋白質數據 ,用新方法進行「升級版」解析 ,獲得了重要發現 。北京時間今天凌晨 ,國際著名學術期刊 《細胞》 以封面文章形式刊發這一發現 ,那篇兩年前的論文則刊發在 《自然》 上 。

  G蛋白偶聯受體 (GPCR) 是生命體中與七情六慾 、感受知覺相關的一大類蛋白質家族 ,有800多個成員 ,還與心臟病 、高血壓 、糖尿病等疾病息息相關 。好像針腳一般七次跨過細胞膜 ,GPCR的龐大身軀使科學家很難得到它的精細結構 ,從而真切了解它的功能 。2015年 ,徐華強帶領研究團隊 ,利用世界上最強光源———美國史丹福大學的硬X射線自由電子激光 ,成功解析出視紫紅質與阻遏蛋白複合物的晶體結構 ,成為該領域裏程碑式的事件 。

  「可當時由於這種光源剛開始使用 ,方法還不完善 ,我們對數據的解讀並不充分 。」徐華強說 ,兩年前 ,這個蛋白的尾部沒有被高清晰地解析出來 。可就在這段神秘的尾部 ,蘊藏着一個困擾生命科學界多年的奧秘 。

  生命活動中充滿着各種指令 。GPCR活動的信號通路 ,所需要的最基本的調節信號就是「開」和「關」 。然而 ,長期以來 ,生命科學家一直不明白 ,它的「關閉」信號究竟是怎樣執行的 。而徐華強團隊的最新發現 ,則解開了這個謎團 :視紫紅質的尾部還有一段氨基酸殘基 ,它被磷酸化之後 ,就可以「召喚」阻遏蛋白前來結合 ,終止蛋白質行使的任務 。

  更有意思的是 ,研究團隊還發現 ,這種「關閉」方式在70%以上的GPCR中存在 ,它們大多數都是需要迅速反應 ,及時終止任務的 。而那些無需及時反應的GPCR ,就不具備這個「關閉」裝置 。徐華強說 ,接下來他們還將嘗試在更多膜蛋白中篩選這種「關閉」裝置 ,看看它是否在更多地方普遍存在 。

  雜誌審稿人表示 ,這一研究發現了GPCR中一種普遍存在的信號傳導方式 ,回答了一個重要的科學問題 。徐華強解釋 ,GPCR是現在很多上市藥物的作用靶點 ,但不少藥物存在較大副作用 ,問題就出在藥物所作用的信號通路並不清楚 。比如 ,有一種治療高血壓的藥物會引起心衰 ,是因為它同時關閉了一種GPCR蛋白的兩條通路 ,其中一條可以降血壓 ,而另一條則會引起心衰 。如果可以找到只作用於一條通路的藥物 ,就可以研發出只降血壓 、不引起心衰的新藥 ,造福人類 。