2018新年伊始,上海科技大学iHuman研究所在人体细胞信号转导研究领域再获重大突破。该团队率先解析了与肥胖、精神类疾病密切相关靶点——五羟色胺2C受体的三维精细结构,并以此为线索,揭示了人体细胞信号转导中的“重要成员”——G蛋白偶联受体(GPCR)家族多重药理学的分子机制。
北京时间今天凌晨,该成果在国际顶尖学术期刊《细胞》上在线发表。值得一提的是,该研究是上海科技大学iHuman研究所继2016年、2017年在国际上首次发表大麻素受体、胰高血糖素样肽受体高分辨率三维结构之后的又一重大突破,是GPCR结构功能研究领域的又一项高水平、系统性的研究成果。
上海科技大学与中国科学院生物物理研究所联合培养博士生彭瑶为论文第一作者,iHuman研究所执行所长刘志杰教授,创始所长、特聘教授雷蒙德·史蒂文斯及美国北卡莱罗纳大学布莱恩·罗斯教授为论文共同通讯作者, 上科大为第一完成单位。
两年半攻关 首获蛋白质“3D照片”
2014年6月,iHuman研究团队决定以五羟色胺2C受体为研究对象探索多重药理学药物设计的结构基础。通过获得五羟色胺2C受体与两种不同药物分子相结合的“3D照片”(即精细三维结构),iHuman研究团队首次在一种GPCR上分别揭示激动剂具有多重药理特性(“一石数鸟”)以及拮抗剂获得高选择性(“一石一鸟”)的分子机制。这一发现,为针对不同需求设计更加精准的靶向药物提供了理论依据。值得一提的是,这也是全球科学家首次获得处于拮抗状态五羟色胺受体的三维结构。
本项研究中,丹麦哥本哈根大学的课题组负责结构信息分析工作, iHuman研究所赵素文课题组负责计算生物学,程建军课题组负责药物化学分析工作。iHuman研究所基因克隆平台、真核细胞表达平台、蛋白纯化平台、功能研究平台的工作人员为该项研究提供了强大的技术支持。本工作主要获得上海市政府及上海科技大学的经费支持,同时获得了国家自然科学基金委以及科技部的资助。
iHuman研究所 向国际一流研究机构迈进
作为一个国际化高水平的研究机构,上海科技大学iHuman研究所聚集了一批从事人体细胞信号转导的国内外知名学者,通过整合多种研究方法,聚焦跨尺度多模态的整合生物学研究。各类科研人才齐聚,加上高水平的科研平台,严谨务实的科研氛围,开放活跃的学术交流气氛使iHuman这个年轻的研究所已初具国际一流研究机构的良好发展态势。
2016年,国务院公布上海科创中心方案,明确指出上科大在上海张江综合性国家科学中心建设中承担重要任务。目前,该校正与中科院上海分院科研院所等单位合作,负责或参与建设软X射线自由电子激光用户装置、活细胞结构和功能成像等线站工程、超强超短激光实验装置、上海光源二期线站工程,牵头硬X射线自由电子激光装置的建设,并承担多项科创中心建设重点工作。截至今年1月,学校的5个学院、3个研究所(包括iHuman研究所)已经建立了157个研究组,科研工作全面开展,五羟色胺2C受体三维结构解析这样的高水平科研成果正在不断涌现,这些科研突破也正是上海科创中心建设的重要成果之一。