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世界最强X射线激光破解细胞信号传导密码

作者:省级期刊
出处:www.lunrr.com
时间:2020-01-25

作者:朱泰来和黄鑫资料来源:Science.com发布日期:2017/7/27 2:26336034

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World最强的x光激光裂解细胞信号传输码

International Cross Team,由中国科学院上海医学院研究员徐华强领导,成功分析磷酸化视紫红质和抑制蛋白复合物的晶体结构,裂解负责关闭GPCR传导信号的磷酸化码。7月27日,相关研究成果作为封面文章发表在《细胞》杂志上。

生命的功能是通过信号传输代码来体现或执行的。蛋白偶联受体(GPCR)是人体最大的细胞膜表面受体家族。它负责细胞信号转导的“信号兵”,通过两个主要的信号途径,G蛋白和阻遏蛋白。当受到外部信号刺激时,GPCR激活G蛋白发出“开放”信号。“关闭”信号来自磷酸化代码一旦GPCR尾被磷酸化,它将激活阻遏蛋白并与之形成复合物,从而关闭传导信号。因此,GPCR磷酸化编码的识别和解释是细胞信号领域的一个重要科学问题。

据悉,由徐华强领导的跨团队在2015年成功分析了GPCR和阻遏蛋白复合体的完整复杂结构,并开始解决尾部高分辨率结构和该结构磷酸化机制的关键问题。

“我们使用世界上最强的x光激光清晰地看到了复合晶体的尾部结构信息,并分析了其尾部磷酸化募集和与阻遏蛋白结合的过程。”徐华强将研究过程比作生命代码的逐层解密。“为了验证磷酸化代码的普遍性,我们测试了96%的GPCR蛋白,发现70%-80%的GPCR“关闭”信号由磷酸化代码控制。”最后,通过一系列生物学功能的验证,GPCR募集阻遏蛋白的磷酸化密码被破解GPCR通过其尾部氨基酸的磷酸化而募集并结合阻遏蛋白,该密码被发现对整个GPCR蛋白质组具有普遍性。

据了解,结构生物学的重大突破往往与同步辐射源x光自由电子激光的结合密切相关。目前,世界上有六个这样的组合,分别位于德国、美国、日本、韩国、瑞士和意大利。“我们非常期待中国自己的主要科技基础设施,如正在建设和推广的软x光和硬x光自由电子激光设备。”徐华强说,“这些大型科学平台可以为科学家提供更先进、更丰富的综合实验手段。”

据报道,该研究得到了国家“重大新药发现”重大项目、973个项目、试点项目和国际项目的支持。合作研究机构包括加拿大多伦多大学、斯克里普斯研究所、德国德斯自由电子激光科学中心、德国汉堡超快成像中心、加州大学洛杉矶分校、南加州大学、上海科技大学和范德比尔特大学。

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