黄博 李雪梅 张凯:G蛋白偶联受体结构研究进展

2011年01月24日16:38 | 中国发展门户网 www.chinagate.cn | 给编辑写信 字号:T|T
关键词: 2010科学发展报告 2010 科学发展报告 中国科学院院士 

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中国科学院生物物理研究所的黄博、李雪梅和张凯研究员在《2010科学发展报告》上发表了题为“G蛋白偶联受体结构研究进展”的文章,对G蛋白偶联受体(GPCR)的特点、GPCR结构研究的难点及相关研究进展等内容作了扼要的介绍。

文章首先介绍了膜蛋白和GPCR的功能,并阐明了GPCR结构研究的重要应用价值。GPCR是目前已知数目最多的细胞表面受体家族,具备调控细胞内多种生理状态和生化反应的能力,现已成为临床上广泛应用的药物的重要靶点。深入研究GPCR蛋白的结构与功能的共性和特征以及它们与相应的生理配体、活化剂或拮抗剂之间的关系,对于临床治疗中新方法的发明和新药研发都具有重要的指导意义。

文章随后讨论了GPCR结构研究面临的三大难题。首先,GPCR蛋白的大量制备较为困难;其次,GPCR提纯过程中所需添加的去污剂会对其产量和稳定性造成影响;而高质量GPCR晶体的获取则是最难攻克的技术难题。

文章接着介绍了GPCR结构研究的重大进展。2000年美国华盛顿大学(西雅图)的Palczewski实验室公开发表了第一个GPCR蛋白的三维结构——牛眼的视紫红质受体结构。该结构的解析为人们认识GPCR家族信号传导机制的共性部分铺下了奠基石。2007年,美国斯坦福大学和斯克里普斯研究所的两个研究小组经过15年的协同攻关,终于成功地解析了第二个GPCR蛋白结构,其独到的技术手段可能为其他GPCR的结晶和结构解析提供成功范例。

作者最后对该领域研究的进一步发展作了简要展望,并给出了膜蛋白结构生物学研究的几大趋势:①利用蛋白重组技术研究真核生物中的膜蛋白;②膜蛋白表达、纯化和结晶技术的创新突破和高通量化;③膜蛋白研究重点从单一膜蛋白转向蛋白复合物。作者认为,在今后5~10年中GPCR结构研究领域将有大范围的突破性进展,并带来新的知识财富和由此引发的激烈竞争。 (摘自中国科学院“科学发展报告”课题组撰写的《2010科学发展报告》)

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