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研究人员揭示了脊椎动物视觉的分子基础

康奈尔大学和斯坦福大学的研究人员以原子分辨率解​​决了涉及脊椎动物视觉的蛋白质复合物的三维结构,这一发现对我们对生物信号传导过程的理解以及市场上三分之一以上药物的设计具有广泛的意义。今天。

研究人员的研究“视紫红质-转导蛋白复合物的结构:对G蛋白活化的见解”已于8月22日发表在《分子细胞》杂志上。

这些发现阐明了来自光子(光粒子)的信号如何在眼睛中放大。更重要的是,这项研究提供了有关最大的细胞膜蛋白家族-G蛋白偶联受体(GPCR)-在人类中如何发挥作用的见解。

“它们参与了人体几乎所有的生物过程-我们如何感知光线,味道,气味或如何调节心率或肌肉收缩-它们是30%以上所用药物的目标今天,”论文的第一作者,高文·史密斯(Goldwin Smith)化学和化学生物学教授,共同作者之一理查德·塞里昂(Richard Cerione)实验室的博士后研究员高阳说。

人类中有800多种GPCR,它们通过大约20种不同的G蛋白发出信号。GPCR负责感测各种外部信号,例如激素,光以及嗅觉和味觉,并在细胞内诱导相应的反应。在脊椎动物的视野中,GPCR视紫红质能够检测仅来自一个光子的信号,并通过激活G蛋白转导蛋白和下游效应子将其放大100,000倍。

研究人员使用冷冻电子显微镜获得了视紫红质-转导蛋白复合物的原子分辨结构。这些结构不仅提供了脊椎动物视觉的分子基础,而且揭示了GPCR通常如何激活G蛋白的未知机制。

“我们从原子级的这些结构中学到的知识可能广泛适用于其他GPCR信号系统,”共同研究的第一作者塞里昂实验室高级研究人员Sekar Ramachandran说。

通过更多地了解不同的受体如何与不同的G蛋白特异性偶联,研究人员希望获得对设计特异性调节GPCR信号传导的药物的见识。杨说,当疗法不够具体并且针对有害和有益途径时,会发生很多药物副作用。

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