康奈尔大学(Cornell University)和斯坦福大学(Stanford University)的研究人员以原子分辨率解决了脊椎动物视觉中涉及的蛋白质复合体的三维结构，这一发现对我们理解生物信号传递过程和当今市场上三分之一以上药物的设计具有广泛意义。
研究人员的研究，“复杂的视紫红质-转导蛋白的结构:对g蛋白激活的洞察”，发表在8月22日的《分子细胞》杂志上。
这些发现阐明了光子(光的粒子)如何在眼睛中放大信号。更重要的是，这项研究为了解细胞膜蛋白的最大家族——g蛋白偶联受体(GPCRs)如何在人体中发挥作用提供了见解。
“他们参与几乎所有的生物过程在一个人类的身体中——我们如何感知光线,味道,气味,或心率是如何调节肌肉收缩——他们是目标超过30%的药物使用的今天,”杨说高,co-first该论文的作者之一,理查德•Cerione实验室的博士后研究员教授今年将化学和化学Biologyand文章的第二作者。
人类体内有超过800个GPCRs，它们通过大约20种不同的G蛋白发出信号。GPCRs负责感应广泛的外部信号——如激素、光线、嗅觉和味觉——并诱导细胞内相应的反应。在脊椎动物的视觉中，GPCR视紫红质能够检测到来自一个光子的信号，并通过激活G蛋白转导蛋白及其下游效应物，将其放大10万倍。
研究人员利用低温电子显微镜获得了复杂的视紫红质-转导蛋白的原子分辨率结构。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GPCRs如何激活G蛋白的未知机制。
“我们在原子水平上从这些结构中学到的可能广泛适用于其他GPCR信号系统，”共同第一作者Sekar Ramachandran说，他是Cerione实验室的高级研究员。
通过了解不同受体是如何与不同的G蛋白特异性结合的，研究人员希望能对设计专门调控GPCR信号的药物有所启发。杨说，很多药物的副作用发生在治疗不够具体，同时针对有害和有益途径的时候。
斯坦福大学结构生物学系博士后研究员胡洪利(音译)是第一作者之一;乔治斯·斯基尼奥蒂斯(Georgios Skiniotis)是斯坦福大学(Stanford)分子细胞生理学和结构生物学教授。
这项研究由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)资助，是9月3日出版的《科学信号》(Science Signaling)杂志的编辑选择。
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