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科學家在人類細胞中鑒別出新型的信號系統(tǒng)

2019-11-08 14:30來源:生物谷


在所有被批準的藥物中,有三分之一的藥物都能夠靶向作用相同的受體家族:GPCRs(G蛋白偶聯(lián)受體),近日,一項刊登在國際雜志Cell上的研究報告中,來自哥本哈根大學等機構的科學家們通過研究將能夠激活GPCRs的肽類網(wǎng)絡擴大了19%的比例;人類細胞的表面擁有多種多樣的受體,很多分子和治療性藥物能與受體結合來激活細胞內(nèi)的信號,從而調(diào)節(jié)機體的生理學功能,GPCRs就是人類細胞**且最重要的受體分子。

    

盡管很多藥物能靶向作用GPCRs,但對于大約三分之一的GPCRs而言,研究人員并不清楚到底是哪些分子或配體能與其結合并激活信號。這項研究中,研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)了一種新型的信號系統(tǒng),即能被17種肽類配體所激活的5種GPCRs,從而將肽類-GPCR網(wǎng)絡從348個擴展到了415個(19%的比例)。


研究者David E. Gloriam說道,研究人員能夠長期致力于研究一種GPCR信號系統(tǒng),因為該領域的治療潛力巨大,很多藥物能靶向作用GPCRs,如今我們鑒別出了5種這樣的信號系統(tǒng),換句話說,其對于未來藥物開發(fā)具有非常重要的意義。研究人員想尋找能作為信號分子的肽類,因為其占到了能與GPCRs結合的所有配體中的71%的比例,而且很多都已經(jīng)進行了相關臨床試驗,肽類是一個尋找新型信號分子的較好起點。


我們在細胞所有蛋白質(zhì)(所謂的蛋白質(zhì)組,包含大約20000種蛋白質(zhì))中都有可能鑒別出潛在的肽類配體,研究者重點對細胞所分泌的肽類進行研究,隨后他們利用機器學習技術預測哪些潛在的肽類能作為GPCRs的配體。文章中,研究者選擇了218種潛在的配體,并利用三種先進的技術對21種受體進行篩選,從而來捕捉不同的受體反應,即細胞內(nèi)的物理質(zhì)量分布、細胞內(nèi)受體的內(nèi)在化和一種稱之為β-arrestin蛋白的募集反應,研究者使用這三種技術,因為僅使用一種技術會催過利用其它途徑的信號通路。


這項綜合性的研究花費了研究人員3年的時間,最終研究人員確定了能與27個肽類配體配對的5種GPCRs,這些所鑒別出的肽類配體的起源基因與多種疾病發(fā)生直接相關,比如遺傳性、神經(jīng)系統(tǒng)和腫瘤疾病等。最后研究者表示,本文研究中所鑒別出的信號系統(tǒng)或能作為潛在的治療性靶點供臨床研究使用,后期他們還將繼續(xù)深入研究調(diào)查上述5種信號系統(tǒng)中每一種系統(tǒng)工作的機制以及其如何影響人類機體的生理學特性。