上海科技大学揭秘SMO新突破!
上海科技大学揭秘SMO新突破!
近日,上海科技大学iHuman研究所科研团队联合复旦大学药学院,在国际权威期刊《Nature Communications》上发表了一项重要研究成果,首次揭示了多结构域人源SMO(平滑蛋白)的高分辨率晶体结构。这一突破性发现不仅阐明了SMO受体的精确组装和相互作用机制,更为新一代抗SMO药物的研发提供了重要依据。
SMO,即平滑蛋白(Smoothened),是一种细胞表面受体,属于F类G蛋白偶联受体(GPCR)家族成员,是Hedgehog(Hh)信号通路中的关键组分。在细胞内,SMO通过与Hh配体结合,被激活后能够将信号传导至细胞核,进而激活GLI转录因子,调控相关基因的表达。SMO不仅参与调控胚胎发育、组织再生和器官修复等生理过程,而且与多种癌症的发生发展密切相关。
研究团队借助上海科技大学生物电镜平台,成功解析了SMO与下游G蛋白接头的清晰图像,利用单颗粒三维重构技术解析了三元复合物结构。同时,他们还使用X射线晶体学手段,解析了CB2与一个专门设计的激动剂分子复合物的高分辨率结构。通过分析三个高精度结构及相应的功能实验揭示了大麻素受体在激活状态下与下游信号转导分子G蛋白的接头方式和信号转导机制。
值得一提的是,研究团队首次发现胆固醇分子对SMO的别构调节功能,这一发现为靶向SMO受体的特异性药物设计提供了新思路。同时,该研究还揭示了CB2受体获得高选择性配体的分子机制,为针对CB2的免疫类新药设计提供了更加精确的分子模型和理论基础。
这一重大突破将为相关疾病的新药研发提供理论和实验依据,有望推动癌症治疗领域的发展。上海科技大学iHuman研究所执行所长刘志杰教授表示:“通过团队的密切合作和不懈努力,目前我们已成功揭开了大麻素受体CB1和CB2分别处于拮抗状态、中间态及激活态的神秘面纱,对大麻素系统的认知又迈出了坚实的一大步。”
该研究由上海科技大学iHuman研究所刘志杰课题组主导完成,副研究员华甜、博士后李潇婷和膜蛋白线站平台武丽杰副研究员为论文的共同第一作者,刘志杰教授和华甜副研究员为共同通讯作者。研究得到了国家自然科学基金委、科技部及上海市政府的经费支持。