| 2023年中國十大科技進(jìn)展新聞 |
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| 科學(xué)家闡明嗅覺感知分子機(jī)制 |
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研究團(tuán)隊(duì)揭示了II類嗅覺受體mTAAR9識別4種內(nèi)源性胺類配體并與下游Gas及Gaolf
蛋白偶聯(lián)的分子機(jī)制和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，揭示了嗅覺受體“組合編碼”識別配體的分子機(jī)制
山東大學(xué)供圖
大多數(shù)動物包括人類均擁有一套主嗅覺系統(tǒng)來識別揮發(fā)性的氣味分子。大量的嗅覺受體通過“組合編碼”的氣味識別方式，幫助動物識別數(shù)以萬億計(jì)的氣味分子。嗅覺受體可以分為三個家族，第I類是氣味受體（OR）家族，第II類是痕量胺相關(guān)受體（TAAR）家族，OR和TAAR都屬于A類G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）家族，第III類是非GPCR嗅覺受體。
嗅覺受體家族被發(fā)現(xiàn)后，近30年的研究對嗅覺受體的表達(dá)模式、信號通路和介導(dǎo)的神經(jīng)元投射譜等均有了深入理解，然而，對嗅覺受體和氣味分子的匹配關(guān)系知之甚少。此外，嗅覺受體識別其配體氣味分子的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)也不明晰。因此，從分子層面解析嗅覺受體如何識別不同配體并激活多樣的Gα蛋白信號通路，對于理解嗅覺感知產(chǎn)生的機(jī)制及研發(fā)靶向嗅覺受體的新藥具有重大意義。
山東大學(xué)教授孫金鵬團(tuán)隊(duì)和上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究員李乾團(tuán)隊(duì)合作，應(yīng)用冷凍電鏡技術(shù)，解析了TAAR家族成員之一的小鼠TAAR9（mTAAR9）受體在4種不同配體結(jié)合條件下與Gαs/Gαolf蛋白三聚體復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步結(jié)合藥理學(xué)分析揭示了mTAAR9感知配體后被激活的分子機(jī)制。同時，該研究也提出了嗅覺受體“組合編碼”識別配體的結(jié)構(gòu)機(jī)制，闡明了II類嗅覺受體獨(dú)特的激活方式。相關(guān)研究成果2023年5月24日發(fā)表于《自然》。
該研究闡釋了II類特異嗅覺受體感知?dú)馕兜姆肿訖C(jī)制，為嗅覺受體家族識別配體奠定了理論基礎(chǔ)，對開發(fā)靶向嗅覺受體的新藥也有重要意義。此外，嗅覺受體不僅僅表達(dá)在嗅覺系統(tǒng)中，還在許多非嗅覺系統(tǒng)甚至非神經(jīng)組織中表達(dá)，從而調(diào)控許多重要的生理過程，包括細(xì)胞分化、代謝、消化、癌癥發(fā)生等，因此該研究也有助于對嗅覺受體在其它系統(tǒng)的功能的探索�！�
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2024年2月刊 封面)