服务热线
13760660301
技术 | 太上老君的炼丹炉:GPCRs 的热稳 定技术
作者:毛博 (需要资料图联系超博小凌)
*,G-蛋白偶联受体(G-protein-coupled receptors,GPCRs)是生物学和医学上非常重 要的膜蛋白,目前已经有 15 种 GPCRs 的结构得以确定。但是,GPCRs 的结构非常不稳定;
GPCRs 的序列非常难以测定,这就造成了研究的困难和瓶颈。如何精确快速地测定 GPCRs 的 结构及其氨基酸序列一直是该领域研究的热点和焦点。为了解决这一难题,科学家们开发出 来一种全新的技术——热稳定技术(thermostabilisation)。就象太上老君的炼丹炉一样,通过 测定和改变 GPCRs 的热稳定性来决定其结构和序列,调节其功能。Cell 的一篇综述《A crystal clear solution for determining G-protein-coupled receptorstructures》就详细解释和阐述了这一 Zui新的技术。
什么是 thermostabilisation 技术?
*,蛋白质的热稳定性是由它的氨基酸序列所决定的。但是,即使是氨基酸序列高度
相似的蛋白质,如果来自不同的有机体,它们的热稳定性也可能*不同。例如,来自火鸡的
β1AR 与来自人类的 β1AR 的氨基酸序列有 76%是*一致的,但是它们的热稳定性却*
不同。甚至,DNA 的点突变也可以增加蛋白质的稳定性,比如 KcsA、M13、DGK 位置的点突
变。因此,GPCRs 的 thermostabilisation 技术的原理就是通过测量 GPCRs 的热稳定性来反推
其氨基酸序列。
理论上,任何的热稳定性分析技术都可以使用,但是放射性配体结合试验因为其有着非常高
的产量和灵敏度等显著优点,成为测量 GPCRs 的热稳定性的NO1选方法。目前,这一技术已经
被成功地用于大肠杆菌(Escherichia coli)表面 GPCRs 的热稳定性的测量。
Thermostabilisation 技术用于 GPCRs 结构研究
目前,thermostabilisation 技术已经成功地应用于 3 种人类 GPCPs。它们是 β1AR ,A2AR 以及
神经降压素受体。通过 thermostabilisation 技术不仅能够反推蛋白质的氨基酸序列,还可以
增加蛋白质的热稳定性。目前,β1AR 和 A2AR 的热稳定性已经可以分别提高 8℃和 14℃。
这极大地增加了 β1AR 和 A2AR 的稳定性,为研究和确定其序列和结构提供了基础。
Thermostabilisation 技术还可以将 GPCPs 的热稳定性较高的突变体结合和串联起来,从而生
成热稳定性更高的 GPCPs。如下图所示,A2AR 有三种热稳定性较高的突变体:GL0、GL10 以
及 GL23。通过 thermostabilisation 技术将其串联起来,生成了热稳定性很高的新突变体:
A2AR-GL26。其热稳定性远远高于野生型 A2AR(WT)。
Thermostabilisation 技术用于药物研发
任何改变GPCPs热稳定性的技术都将改变其药理学性质,thermostabilisation技术也不例外。
在热稳定性增加之后,GPCPs 与配体的结合力将会发生改变。例如,A2AR 的热稳定性增加
了之后,其与 ZM241385、CGS15943、SCH58621 的结合力显著性增加。如下图所示,A2AR
GL26 的结合力远远大于 A2AR-GL23;而 A2AR-GL23 又远远大于 A2AR-GL0。
因此,可以通过改变 GPCPs 的热稳定性,调节其与配体的结合能力。在需要增加结合能力的
时候,有意识地增加其热稳定性;而在需要减弱其结合能力的时候,有意识地降低其热稳定
性,从而达到改变其药理学性质的目的。
G-蛋白偶联受体(G-protein-coupled receptors,GPCRs)是生物学和医学上非常重要的膜蛋白,
但是,由于其结构的不稳定性,造成了研究的困难。热稳定技术(thermostabilisation)一方面
通过测定 GPCRs 的热稳定性来反推其结构和序列,另一方面,可以直接改变 GPCRs 的热稳
定性来改变其药理学性质。热稳定技术(thermostabilisation)在药物开发、基础研究以及临床
治疗方面正在得到越来越广泛的应用。
参考文献
A crystal clear solution fordetermining G-protein-coupled receptor structures
上一篇:FBDD技术
扫一扫 微信咨询
© 2023 广州市超博科技有限公司 版权所有 备案号:粤ICP备19162636号
技术支持:化工仪器网 管理登陆 GoogleSitemap