Nature | 蒋轶/徐华强/杨德华合作破解去甲肾上腺素转运体二聚化和抗抑郁药识别的分子密码

去甲肾上腺素转运体（NET）属于单胺类转运体（MATs）家族，与同家族的血清素转运体和多巴胺转运体共同维持体内单胺类神经递质的平衡。NET是抗抑郁和注意缺陷多动障碍（ADHD）等神经精神类疾病治疗的重要药物靶标。此外，MATs的功能受胆固醇和脂质介导的寡聚化调控：磷脂酰肌醇4,5-双磷酸（PIP2）促进NET二聚化并调节神经递质的转运；胆固醇和PIP2参与SERT的功能调控，PIP2的直接结合介导SERT寡聚体的形成；PIP2以寡聚体依赖的方式，在苯丙胺诱导的血清素转运中发挥重要的调节作用等。然而，当前有限的结构信息导致科学界对NET与底物和抗抑郁药物的精准结合模式，抗抑郁药物对三种MAT亚型的选择性识别机制，以及胆固醇和脂质调节NET功能及其寡聚化过程的精确机制仍然缺乏深入的理解。

联合研究团队利用单颗粒冷冻电镜技术，获得了人源NET同源二聚体分别与底物NE结合的阻塞构象、无底物结合的apo状态，以及六种抗抑郁药物（尼索西汀、阿米替林、马普替林、诺米芬辛、托莫西汀和奈福泮）的外向开放构象的8个高分辨率结构，分辨率达到2.9-3.4 Å。

研究显示，NET呈现由胆固醇和脂质分子介导的独特二聚体构型。胆固醇和脂质分子被包夹在NET单体之间，构成了NET同源二聚体的主要作用界面，这与其他膜蛋白通过蛋白-蛋白直接相互作用组装为寡聚体的方式截然不同。进一步生化细胞实验证实，胆固醇和脂质介导的二聚化贡献于NET的转运功能。该研究进而揭示了NET识别和转运底物去甲肾上腺素的分子机制，阐明了不同MAT选择谱的六种抗抑郁药物与NET的精细结合模式，提出了决定MAT识别和选择性的重要结构因素。