《Nature | 痕量胺受体TAAR1的配体识别和G蛋白偶联》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2023-11-13
  • 本文内容转载自“BioArt”微信公众号。原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/IeXQQn3PDEQx2wbo7RNkAw

    2023年11月7日,四川大学华西医院生物治疗全国重点实验室邵振华/颜微和山东大学孙金鹏/于晓联合团队在Nature上发表了文章Ligand recognition and G protein coupling of trace amine receptor TAAR1。

    痕量胺相关受体(Trace amine-associated receptors,TAARs)被鉴定出来能够识别一类ETAs, 更重要的是,这类受体能够被安非他命(AMPH)类神经活性物质激活,调控中枢神经系统多巴胺和血清素神经环路。近年来,TAAR1已成为治疗精神类疾病潜在靶点,与靶向多巴胺受体DRD2的抗精神病药物不同,靶向TAAR1的新型抗精神病药物对精神分裂症的阳性和阴性症状均表现出积极作用。处于临床三期试验的TAAR1激动剂SEP-363856(Ulotaront)曾于2019年被美国FDA认定为突破性疗法。因此,理解多种类型配体与TAAR1识别的药理机制和信号转导机制为设计新型靶向药物提供新的思路。

    在该研究中,团队首先对内源性生物胺、临床抗精神病药物以及神经活性药物安非他命激活TAAR1多种G蛋白信号的药效能力进行了系统性表征。并基于生化与细胞生物学实验技术手段,结合单颗粒冷冻电镜技术,探究了内源性配体3-碘甲状腺素(T1AM)和药物(SEP-363856、RO-6889450、安非他命)与人源hTAAR1和鼠源mTAAR1的药物作用机制,发现了TAAR1受体中药物识别口袋的可塑性;基于新机制,筛选获得靶向TAAR1的新配体;结合受体突变实验,阐明了TAAR1激活Gs/Gi信号的不同途径,该研究为靶向TAAR1的药物开发提供了非常重要的理论基础。


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    • 本文内容转载自“BioArt”微信公众号。原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/WPhIjE1pQwujFVtjrXh8Ew 2023年11月7日,我和我爸的十七岁上海药物研究所的徐华强团队联合上海科技大学iHuman研究所的徐菲课题组、分子卓越创新中心的汪胜团队以及上海市刑事科学技术研究院,在Nature杂志上以文章加速预览(Accelerated Article Preview,AAP)形式在线发表了题为Recognition of methamphetamine and other amines by trace amine receptor TAAR1的最新研究成果。 在该项研究中,研究人员利用冷冻电镜技术首次确定了人源TAAR1-Gs蛋白复合物分别与METH、内源配体β-PEA,以及选择性激动剂RO5256390和临床候选药物SEP-363856激活后的高分辨率结构。通过结构分析,研究人员发现METH定位在TAAR1的正构结合口袋中,主要通过与第103的天冬氨酸和294位的酪氨酸形成的极性相互作用来特异性地与TAAR1结合 。此外,配体结合口袋及其周围所形成氢键网络有助于稳定配体与TAAR1的相互作用。TAAR1中的第二个胞外环(ECL2)形成较特殊的“盖子”结构,并利用与其他单胺类受体差异较大的第186位苯丙氨酸以及其他疏水氨基酸直接或间接参与配体相互作用,形成TAAR1特有的分子识别机制。与内源配体β-PEA相比,METH与关键残基第103位的天冬氨酸和107位的丝氨酸的极性相互作用较弱,导致其与TAAR1的亲和力下降,这可能是β-PEA比METH更高效结合TAAR1的结构基础 。研究还通过分子动力学模拟以及系统的突变与功能实验验证了上述结论。 这项研究代表了METH研究领域的一个里程碑,其研究成果将带动一系列广泛和深远的影响,有望开辟一个超越经典神经递质如5-羟色胺和多巴胺的生物胺研究新领域。这项研究系统性地揭示了METH和其他胺类化合物与TAAR1相互作用的关键结构要素,为治疗药物成瘾和神经精神疾病的新药研发提供了坚实的基础。同时,TAAR1作为单胺类系统的最后一个未解析结构的受体,该研究填补了现有胺能受体结构领域的空白,对于理解单胺类系统的药效学研究具有重要意义,有望推动新一代更有效药物的开发。
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