研究揭示了人类第二种大麻素受体的结构
一个中国研究小组与俄罗斯和美国生物学家合作,获得了人类2型大麻素受体的晶体结构。他们的发现可能会导致针对炎症、神经退行性疾病和其他疾病的药物。论文作者,发表于细胞,将新发现的结构与1型大麻素受体的结构进行比较,认为这两种受体是人型内膜蛋白系统的阴阳。
药物依赖于了解受体的结构
两个大麻素受体,CB1和CB2属于所谓的内突植物系统。这是指人体中的信号系统,其调节生物学过程,例如代谢,疼痛感,神经元活动,免疫功能等。已经表明,大麻素受体可以靶向减轻某些病理条件,包括慢性疼痛。
虽然CB1受体大多在神经系统中发现并负责精神活性作用,但CB2受体主要存在于免疫系统中。研究表明,CB2是针对免疫疗法的有希望的靶点,以及治疗炎症和神经性疼痛和神经变性疾病。还显示出阻断CB2的分子可以降低肿瘤生长。
为了有效地治疗病理状况,药物需要靶向CB1或CB2。然而,这两种受体非常相似。的氨基酸序列编码它们有44%是相同的。所以开发一种选择性药物需要了解结构两个目标的详细资料。与CB1不同,CB2的结构到目前为止仍然未知。
X射线CB2晶体显示其结构
为了确定单个分子的形状,研究人员用许多这样的分子制成晶体。当以这种高度有序的方式排列时,分子可以暴露在x射线下,揭示它们的结构。
研究小组从CB2受体结合到阻断该受体的分子上制成了一个晶体(图1),这是有潜力的药品候选人。通过这种方法,x射线分析可以让研究小组看到CB2的结构以及它是如何与阻断分子(或拮抗剂)连接的。
然而,受体是自然界不稳定的蛋白质。要研究它们,他们需要使用基因工程进行修改。这涉及引入使蛋白质稳定的突变,而不会改变其结构或功能。
Compomug是一种软件套件,其预测突变可能用于稳定受体的突变分子。然后需要对突变进行实验测试。该软件由来自莫斯科物理技术学院和南加州大学的两位研究人员开发:来自G蛋白偶联受体结构生物学实验室的访问教授Vsevolod Katritch和Petr Popov。
在该研究中,CB2受体用Compomug提示了五种突变。
受体结构发现使智慧药物能够
研究人员对比了CB2和CB1的结构。他们的结论是,激活其中一种受体的物质实际上会削弱或抑制另一种受体,反之亦然。这开启了一种可能性,即药物不仅可以只针对一种受体,还可以以不同的方式影响两种受体。图2显示了治疗意义。
“每一个G protein-coupled受体结构被发现的潜在设计的潜在设计更有效的药物,“研究共同作者Petr波波夫解释道。”现在这两者的结构大麻素受体已知,我们可以设计只针对其中一种受体的选择性化合物,以及针对这两种受体的具有理想多药理特性的药剂受体一次。”
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