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Nature:揭示血清素转运蛋白的主要构象 有望让成瘾症治疗成为可能!

来源:本站原创 2019-05-01 19:01

2019年5月1日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,来自俄勒冈健康与科学大学等机构的科学家们通过利用一种原产于非洲灌木中的化合物揭示了5-羟色胺转运体(血清素转运蛋白)的三种主要形状,5-羟色胺转运体是大脑中与焦虑症和抑郁症相关的特殊蛋白,相关研究刊登于国际杂志Nature上。

图片来源:Nature (2019).DOI: 10.1038/s41586-019-1135-1

利用冷冻电镜技术,研究人员分析了与伊博格碱(ibogaine)结合的蛋白质的特性,伊博格碱是一种生物碱,其能改变大脑功能并天然存在于灌木中,利用伊博格碱,研究人员揭示了5-羟色胺转运体的三种特殊结构,即向外张开、封闭状及向内张开的形状。研究者Eric Gouaux博士表示,这就意味着我们能够靶向作用转运体的不同状态来调节其活性,同时也能帮助我们寻找与转运体结合的新型分子。

在描述蛋白质与伊博格碱相互作用的机制中,研究人员认为,相关研究发现或能帮助开发阻断成瘾性但并不会产生副作用的新型药物;目前研究人员确实需要开发出具有抗瘾特性的新型分子,2016年,研究者Gouaux带领其团队首次揭示了5-羟色胺转运体的结构,同时深入阐明了抗抑郁药物西酞普兰和帕罗西汀(两种广泛使用的选择性5-羟色胺再摄取抑制剂,SSRIs)与血清素相互作用并抑制其转运的机制。

血清素(5-羟色胺)能够影响几乎人类所有行为,其能调节机体中枢神经系统的活性及全身的活动,从心血管功能到消化、体温、内分泌和生殖等,而5-羟色胺转运体作为血清素的分子泵,其能在神经元信号后循环神经递质,同时血清素也能够塑造机体的神经性过程,包括睡眠、情绪、认知、疼痛、饥饿和攻击等。

这项研究中,研究人员通过研究揭示了5-羟色胺转运体的主要构象,Dongxue Yang博士说道,大部分的抗抑郁药物都能够结合向外张开构象的转运体,而本文研究中我们却发现,伊博格碱能够结合向内张开构象的转运体,相关研究结构或能帮助我们开发具有抑制上瘾特性的小分子化合物

冷冻电镜技术能帮助科学家们在近原子细节上对分子进行可视化研究,此前研究人员的工作主要集中于相对较大的蛋白质分子上,而这项研究中研究人员通过冷冻电镜技术对小型分子5-羟色胺转运体的结构进行了分析,这或许有望推动生物医学的发展,帮助开发新型成瘾症疗法。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Jonathan A. Coleman, Dongxue Yang, Zhiyu Zhao, et al.  Serotonin transporter–ibogaine complexes illuminate mechanisms of inhibition and transport , Nature (2019). DOI: 10.1038/s41586-019-1135-1

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