近日美國北卡羅來納州大學布爾希爾醫(yī)學院的科學家們稱他們發(fā)現(xiàn)了G蛋白-PLC復合物的精密分子結構，并揭示了這條信號途徑的機制。研究論文發(fā)表在世界知名的《科學》（Science）雜志上。

    目前經(jīng)美國食品與藥品管理局（FDA）批準的一半以上的藥物都是直接或間接靶向G蛋白偶聯(lián)受體。G蛋白偶聯(lián)受體是一種細胞表面受體，能將細胞外的分子信號傳遞至細胞內(nèi)激起細胞反應，對多種細胞行為包括細胞生長、肌肉收縮血小板凝集、視力及嗅覺起調(diào)控作用。許多G蛋白偶聯(lián)受體信號轉導都有G蛋白Gq和磷脂酶C（PLC）參與將信號傳遞至細胞。然而直到現(xiàn)在科學家們對這條信號途徑的機制仍然了解甚少。

    “我們認為要真正了解這個信號復合物的作用機制，必須從原子水平對它進行研究，”資深研究員、北卡羅來納州大學藥理學系教授Kendall Harden博士說道：“經(jīng)過15年的科研努力終于獲得這一了不起的發(fā)現(xiàn)?！?/P>

    多年來，研究小組一直試圖了解Gq蛋白是如何與PLC結合的。首先他們需要解決的主要困難就是必須獲得高度純化的蛋白質(zhì)才能進行原子結構分析。經(jīng)過反復試驗調(diào)整溶液的PH值、鹽及其他多個變量，研究人員獲得了高純度的蛋白質(zhì)合成晶體并對其進行成像分析?？茖W家們利用自動化儀器對化學反應條件進行細微地調(diào)整，合成了數(shù)千種體積均小于針頭的晶體，并用自動化成像系統(tǒng)捕獲了每次的反應。

    論文的第一作者Gary Waldo說經(jīng)過成千上萬次的成像分析他才找到一個顯示PLC與Gq結合的晶體結構。同時他發(fā)現(xiàn)PLC分子結構發(fā)生了部分缺失，這使得PLC能夠正確與它的配體結合。

    研究小組進而合成了同樣不完整結構的PLC?！敖Y構不完整的PLC與G蛋白結合在一起，并在過夜后形成了結晶，”北卡羅來納大學藥理學、生物化學和生物物理學系教授、資深研究員John Sondek說道。

    在獲得晶體結構后，研究人員嘗試改變復合物的部分結構以確定它們發(fā)生相互作用及傳遞信號的機制。研究人員證實PLC分子通過三個不同的區(qū)域與G蛋白發(fā)生相互作用。

    為了更好地了解這種相互作用的重要性，研究人員對PLC分子引入了一個小的突變，這一突變被假定為對關閉細胞膜上的這一信號是非常重要的?！把芯咳藛T在果蠅的眼睛中表達突變的PLC，發(fā)現(xiàn)果蠅的眼睛無法看到光線，證明信號不能被激活。”Sondek說。

    研究小組計劃在小鼠和其他的動物中進一步開展分子研究。“新發(fā)現(xiàn)幫助我們了解到G蛋白與PLC是如何結合在一起調(diào)整細胞的增殖，以及分子的遺傳突變是如何導致癌癥?！盚arden說：“此外，我們的發(fā)現(xiàn)將有助于科學家進一步了解這一信號復合物與其他分子的相互作用機制，并開發(fā)出可影響這些相互作用的化合物?！?/P>