上海药物所发现 GPCR 与 GPCR 激酶相互作用新机制

作者：杨超月

GPCR（G 蛋白偶联受体）已经成为当前最成功的药物靶标之一，迄今已有 40% 左右的上市药物以 GPCR 为靶点，因此，在药物发现领域，对 GPCR 结构及其如何与下游信号通路相互作用的认识与理解越深入，则越有希望开发出更加高效低毒的药物。自 GPCR 与下游 G 蛋白和阻遏蛋白复合物晶体结构被成功解析以来，GPCR 信号转导领域另一个悬而未决的重大问题，即 GPCR 如何与 GRK（G 蛋白偶联受体激酶）相互作用而导致 GPCR 脱敏就一直困扰着生物和药理学家。

中国科学院上海药物研究所徐华强课题组以经典的 GPCR——视紫红质蛋白 (Rhodopsin) 为研究对象，解决了激活态的视紫红质蛋白如何与 GRK 相互作用而被磷酸化，进而引发下游信号通路的快速失活的关键问题。该团队发现视紫红质蛋白与视紫红质蛋白激酶 I（GRK1）的相互作用由 GRK1 的调控型 G 蛋白信号同源区域（RH 区域）所介导，且需要 GRK1 的激酶区处于活性状态。而激酶 5（GRK5）相应 RH 区域上的 Q41L 功能获得型突变则会通过加强受体与 GRK 相互作用和磷酸化而促进受体脱敏，并最终通过电镜负染技术重构了视紫红质蛋白 / 激酶复合物的三维结构。综上，该部分工作明确了视紫红质蛋白与 GRK1 相互作用的关键部位，为进一步理解激酶介导的 GPCR 脱敏提供了新思路。该项研究成果于 5 月 27 日在线发表在国际学术期刊《细胞研究》（Cell Research）上。

该文章是由徐华强课题组博士生殷艳婷、助理研究员侯丽以及美国温安洛研究所博士何元政等共同完成的。该研究工作得到了国家“973”课题、国家新药创制重大专项、中科院战略性先导科技专项（B 类）以及美国 NIH 基金项目和美国温安洛基金项目等的大力支持。