上海药物所等揭示炎症性肠病靶标GPR35的阳离子和配体调控新机理
2022-12-27
上海药物研究所
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炎症性肠病(Inflammatory bowel disease,IBD)主要包括溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)和克罗恩病(Crohn's disease,CD),是一类病因尚未明确的慢性、非特异性肠道炎症性疾病,具有不可治愈、终身复发性及可致残性等特点。近年来,我国IBD发病率逐年上升,而目前主要通过免疫调节剂、糖皮质激素等来缓解IBD患者的炎症反应,或通过手术切除胃肠道受损部分,尚无有效的IBD治疗药物。
GPR35是一类在胃肠道高度表达的G蛋白偶联受体,其在调节胃肠道稳态中发挥关键作用,与炎症过程、疼痛和胃癌的发生发展密切相关。据研究报道,GPR35的信号下调与IBDs密切相关,其T108M突变体显著增加IBDs的致病风险,因此,GPR35又被认为是治疗IBD的潜力药物靶标之一。GPR35生理状态下可被色氨酸、代谢性犬尿酸、5-羟基吲哚乙酸、溶血磷脂酸以及趋化因子CXCL17等激活。由于这些配体的激活能力较弱,GPR35目前仍被定义为孤儿受体。抗过敏药物(如洛度沙胺)亦能够高效激活GPR35,但其识别和调控GPR35的作用机制尚不明确。
12月21日,澳门赌场上海药物研究所研究员徐华强团队与研究员蒋轶在Cell Discovery上发表了题为Insights into divalent cation regulation and G13-coupling of orphan receptor GPR35的最新研究成果。研究团队解析了结合洛度沙胺的GPR35与下游G13蛋白的复合物冷冻电镜结构,分辨率为3.2埃(图1)。该成果首次揭示了GPR35特殊的极性正电结合口袋,并鉴定了二价金属离子的新结合位点和别构调控模式,阐明了洛度沙胺识别和激活GPR35的分子机制。研究进一步揭示了IBD相关突变T108M和V76M对GPR35活性的调控机制,鉴定了受体与G13蛋白互作界面的蛋氨酸口袋,揭示了GPR35选择性识别G13蛋白的分子机制。这些成果加深了人们对GPR35配体识别和功能调控基础生物学问题的理解,也为靶向GPR35的IBD治疗药物设计奠定了结构基础。
图1 a-b.洛度沙胺与GPR35和G13蛋白复合物结构;c.GPR35的极性正电结合口袋;d.二价离子与受体以及洛度沙胺的相互作用界面;e.GPR35与洛度沙胺的相互作用界面细节。
炎症性肠病(Inflammatory bowel disease,IBD)主要包括溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)和克罗恩病(Crohn's disease,CD),是一类病因尚未明确的慢性、非特异性肠道炎症性疾病,具有不可治愈、终身复发性及可致残性等特点。近年来,我国IBD发病率逐年上升,而目前主要通过免疫调节剂、糖皮质激素等来缓解IBD患者的炎症反应,或通过手术切除胃肠道受损部分,尚无有效的IBD治疗药物。
GPR35是一类在胃肠道高度表达的G蛋白偶联受体,其在调节胃肠道稳态中发挥关键作用,与炎症过程、疼痛和胃癌的发生发展密切相关。据研究报道,GPR35的信号下调与IBDs密切相关,其T108M突变体显著增加IBDs的致病风险,因此,GPR35又被认为是治疗IBD的潜力药物靶标之一。GPR35生理状态下可被色氨酸、代谢性犬尿酸、5-羟基吲哚乙酸、溶血磷脂酸以及趋化因子CXCL17等激活。由于这些配体的激活能力较弱,GPR35目前仍被定义为孤儿受体。抗过敏药物(如洛度沙胺)亦能够高效激活GPR35,但其识别和调控GPR35的作用机制尚不明确。
12月21日,澳门赌场上海药物研究所研究员徐华强团队与研究员蒋轶在Cell Discovery上发表了题为Insights into divalent cation regulation and G13-coupling of orphan receptor GPR35的最新研究成果。研究团队解析了结合洛度沙胺的GPR35与下游G13蛋白的复合物冷冻电镜结构,分辨率为3.2埃(图1)。该成果首次揭示了GPR35特殊的极性正电结合口袋,并鉴定了二价金属离子的新结合位点和别构调控模式,阐明了洛度沙胺识别和激活GPR35的分子机制。研究进一步揭示了IBD相关突变T108M和V76M对GPR35活性的调控机制,鉴定了受体与G13蛋白互作界面的蛋氨酸口袋,揭示了GPR35选择性识别G13蛋白的分子机制。这些成果加深了人们对GPR35配体识别和功能调控基础生物学问题的理解,也为靶向GPR35的IBD治疗药物设计奠定了结构基础。
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图1 a-b.洛度沙胺与GPR35和G13蛋白复合物结构;c.GPR35的极性正电结合口袋;d.二价离子与受体以及洛度沙胺的相互作用界面;e.GPR35与洛度沙胺的相互作用界面细节。
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责任编辑:江澄