被《自然》关注的“520”问题！华中大学者揭示他们“爱”的秘密

人体大脑中有

一对G蛋白偶联受体（GPCR）“恋人”

他们

对外协调应对 对内分工调控

能使人们保持冷静，开心生活

这样令人Happy又重要的“恋人”

是科学家们高度关注的研究对象

4月28日

《自然》（Nature）发表了

华中科技大学

生命学院刘剑峰教授课题组的研究成果

在世界上首次揭示

二聚体GPCR偶联G蛋白的新模式

对开发新型毒副作用小的

GPCR变构剂药物具有重要指导意义

《基于GABA_B受体偶联G_i蛋白复合物的结构研究》（Structural basis of GABA_B receptor-G_i protein coupling）是刘剑峰团队长期从事GPCR分子药理学研究的又一项重要成果。

科研团队博士生申仓松、许蝉娟博士以及博士生晋楠和浙大的毛春友博士为论文共同第一作者，刘剑峰教授和浙江大学张岩教授以及法国Pin JP教授为共同通讯作者，华中科技大学为第一作者单位。本工作得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目大力支持。

该团队曾在2020年全球首次揭示GABA_B不同状态的电镜结构，作为2020 cell research发表文章的封面。

为了揭示GPCR发挥功能的原理

相关领域的研究在不断探索

新型的结构复合物的出现

丰富了学者们的认知

就让小科来介绍一下吧

G蛋白偶联受体（GPCR）是人体内最大的膜受体蛋白家族，在细胞信号传导中发挥重要作用，也与人体疾病密切相关，是40%以上的上市药物的作用靶点。

根据其相似性，GPCR可分为A、B、C和F等四种类型。其中C类GPCR通过两个相同或相似的亚基组成的二聚体发挥作用，GABA_B受体由GB1和GB2组成，就像一对恋人一样保持亲密的关系，并协调不同的工作：包括众多神经和精神疾病相关，包括癫痫、疼痛、焦虑、抑郁、精神分裂症、药物成瘾、Rett综合征和癫痫性脑病等。

GPCR通过偶联G蛋白，作为核苷酸交换因子促进G蛋白从GDP形式转换成GTP而激活下游信号。在该研究的GABA_B受体广泛表达在中枢神经系统中，参与学习、记忆和突触信号传递等重要的生理进程。然而长期以来，以二聚化形式发挥功能的C型GPCR偶联G蛋白的分子机制一直未能揭示，严重阻碍了人们对C型受体信号转导机制的理解。

本研究团队在前期工作的基础上再次进行课题攻关，先后突破复合物组装、均一冷冻样品制备、动态构象数据处理等挑战，最终完成高分辨GABA_B受体-G_i蛋白复合物的电镜结构鉴定。让人们能直观认识到这对“恋人”受体的真面目。

现在

小科就来揭示

这对“恋人”蛋白的庐山真面目

GABA_B受体的外表

图1：GABA_B受体和G蛋白复合物冷冻电镜结构与A/B/F类GPCR结合G蛋白的比较。GABA_B受体激活采取两个亚基共同协调机制，即GB1亚基负责接受外界信号，而GB2亚基负责传递下游信号。

GABA_B的精密协调

图2：GABA_B受体采取非对称性变化的激活机制，GB1亚基接受刺激之后，接下来交给GB2亚基发生独特的构象的变化，最终决定了GABA_B受体协调的执行功能。

GABA_B的工作

图3：GABA_B受体选择性偶联G_i蛋白的分子机制，GABA_B主要通过3个胞内环偶联G_i蛋白：其中较长的ICL2主要与G蛋白，并且GABA_B受体选择性识别G_i/o亚型G蛋白是由双方彼此决定的。

GABA_B的日常生活

图4：GABA_B受体的循环生活，GABA_B受体作为一对“恋人”，日常主要接受信息并传达下去。由GB1和GB2组成，当收到外界刺激后，GB1去面对所有的信息，然后传递给GB2，并由GB2去完成接下来的任务。他们在人类神经系统里精密的协调，控制着大脑冷静机制的大门，为你带来更舒适的感觉。

生命学院刘剑峰教授课题组

人体藏有的秘密还有许多

等着更多的HUSTer

去挑战 去一一解开

让我们向奋战在

科学最前沿的华中大人

致敬！

华中科技大学（ihuster）

来源 / 生命学院

封面图 / cell research

文字 / 申仓松

编辑 / 张思晗

校对 / 汪泉

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