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Cell:科学家在人类细胞中鉴别出新型的信号系统

来源:本站原创 2019-11-07 21:58

2019年11月7日 讯 /生物谷BIOON/ --在所有被批准的药物中,有三分之一的药物都能够靶向作用相同的受体家族:GPCRs(G蛋白偶联受体),近日,一项刊登在国际杂志Cell上的研究报告中,来自哥本哈根大学等机构的科学家们通过研究将能够激活GPCRs的肽类网络扩大了19%的比例;人类细胞的表面拥有多种多样的受体,很多分子和治疗性药物能与受体结合来激活细胞内的信号,从而调节机体的生理学功能,GPCRs就是人类细胞最大且最重要的受体分子。

图片来源:CC0 Public Domain

尽管很多药物能靶向作用GPCRs,但对于大约三分之一的GPCRs而言,研究人员并不清楚到底是哪些分子或配体能与其结合并激活信号。这项研究中,研究人员通过研究发现了一种新型的信号系统,即能被17种肽类配体所激活的5种GPCRs,从而将肽类-GPCR网络从348个扩展到了415个(19%的比例)。

研究者David E. Gloriam说道,研究人员能够长期致力于研究一种GPCR信号系统,因为该领域的治疗潜力巨大,很多药物能靶向作用GPCRs,如今我们鉴别出了5种这样的信号系统,换句话说,其对于未来药物开发具有非常重要的意义。研究人员想寻找能作为信号分子的肽类,因为其占到了能与GPCRs结合的所有配体中的71%的比例,而且很多都已经进行了相关临床试验,肽类是一个寻找新型信号分子的较好起点。

我们在细胞所有蛋白质(所谓的蛋白质组,包含大约20000种蛋白质)中都有可能鉴别出潜在的肽类配体,研究者重点对细胞所分泌的肽类进行研究,随后他们利用机器学习技术预测哪些潜在的肽类能作为GPCRs的配体。文章中,研究者选择了218种潜在的配体,并利用三种先进的技术对21种受体进行筛选,从而来捕捉不同的受体反应,即细胞内的物理质量分布、细胞内受体的内在化和一种称之为β-arrestin蛋白的募集反应,研究者使用这三种技术,因为仅使用一种技术会催过利用其它途径的信号通路。

这项综合性的研究花费了研究人员3年的时间,最终研究人员确定了能与27个肽类配体配对的5种GPCRs,这些所鉴别出的肽类配体的起源基因与多种疾病发生直接相关,比如遗传性、神经系统和肿瘤疾病等。最后研究者表示,本文研究中所鉴别出的信号系统或能作为潜在的治疗性靶点供临床研究使用,后期他们还将继续深入研究调查上述5种信号系统中每一种系统工作的机制以及其如何影响人类机体的生理学特性。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Simon R. Foster,Alexander S. Hauser,Line Vedel, et al. Discovery of Human Signaling Systems: Pairing Peptides to G Protein-Coupled Receptors. Cell, 2019 DOI:10.1016/j.cell.2019.10.010

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