語音播報
4月12日,中科院上海藥物研究所徐華強團隊和王明偉團隊、浙江大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院張巖團隊以及美國匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院Jean-Pierre Vilardaga團隊等在《科學(xué)》上發(fā)表文章稱,他們應(yīng)用冷凍電鏡技術(shù)精準解析了1型人源甲狀旁腺激素受體(PTH1R)與Gs蛋白復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu),揭示了其長效激活狀態(tài)下的分子動力學(xué)機制。該研究為創(chuàng)制治療骨質(zhì)疏松癥、甲狀旁腺功能減退癥和惡病質(zhì)等疾病的新藥奠定了堅實基礎(chǔ)。
骨質(zhì)疏松癥已成為中國中老年人群的重要健康問題。調(diào)查顯示,中國50歲以上人群骨質(zhì)疏松癥患病率為19.2%,65歲以上女性的骨質(zhì)疏松癥患病率高達51.6%。雖然可以通過補鈣和維生素D等來預(yù)防骨質(zhì)疏松癥,但對于嚴重骨質(zhì)疏松癥患者,藥物治療必不可少。
PTH1R是公認的骨質(zhì)疏松癥治療靶點,雖然目前已有相關(guān)藥物應(yīng)用于臨床,但非常昂貴,而且只能注射不能口服。甲狀旁腺激素( PTH)是一種典型的內(nèi)分泌激素,是調(diào)節(jié)血鈣水平的關(guān)鍵因子,對維持機體離子穩(wěn)態(tài)和骨骼健全至關(guān)重要。PTH與在骨細胞和腎臟細胞中高表達的B類G蛋白偶聯(lián)受體家族成員PTH1R特異性結(jié)合后,能激活下游信號通路。
“PTH1R就好比是一把鎖,PTH就像一把鑰匙,能打開治療骨質(zhì)疏松癥的大門,進而調(diào)節(jié)體內(nèi)的鈣磷代謝,促進成骨細胞生長,抵抗破骨細胞作用,達到治療目的。 ”中科院上海藥物所研究員王明偉說。
研究發(fā)現(xiàn),“金鑰匙”PTH既能快速“開鎖”,激活受體,又可迅速“拔出”,離開受體,恰到好處地完成任務(wù)。一把鑰匙開一把鎖,再拔出……這些過程是動態(tài)的,如何捕捉這些瞬間呢?據(jù)悉,科研人員借助了長效激動劑,延長了“鑰匙”在“鎖芯”上的停留時間;讓拍攝對象處在溫度為零下180攝氏度的一個溶液狀態(tài)的巨大膜環(huán)境中,利用冷凍電鏡技術(shù)助力精準“開鎖”;又通過精巧細致的三維分類技術(shù)捕捉到了高分辨率的三維空間結(jié)構(gòu),揭示了“鑰匙開拔”的動態(tài)過程。
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