科學家們利用核磁共振技術，獲得了處于生理環境且原封未動的G蛋白偶聯受體三維結構，展示了生理條件下G蛋白偶聯受體在磷脂膜中的天然形態。這一突破性的成果提前發表在十月二十一日的Nature雜志上。
CXCR1蛋白是一種A類視紫紅質樣G蛋白偶聯受體，它能夠與炎癥信號白介素8結合，并通過細胞內的G蛋白觸發一系列級聯事件，動員免疫細胞。研究人員通過核磁共振NMR技術，在液晶性磷脂雙層膜中繪制了生理條件下CXCR1蛋白的原子排列。
G蛋白偶聯受體是細胞響應外界信號的關鍵，也是藥物研發的重要靶點。這類受體的結構越清晰，藥物研發人員就能開發出更合適的藥物小分子，以避免藥物產生嚴重的副作用。
“該發現將對依賴蛋白結構的藥物研發產生重要影響，因為這是在生理條件下揭示重要藥物受體的活性結構。具有生物活性的受體與其他蛋白或藥物分子就是在這樣的環境中相互作用的，”領導這項研究的，加州大學圣迭戈分?；瘜W與生化教授Stanley Opella說。
目前研究蛋白結構zui常用的方法是讀取蛋白晶體的X射線衍射圖譜，但要結晶這樣大而復雜的分子并不容易，人們往往會采取一些措施，例如剪掉軟末端等等。不過這樣的措施可能會影響蛋白關鍵區域的形態。“我們的步驟不會改動蛋白，”Opella說，“我們直接研究有活性的蛋白分子。”不出所料，他們的研究有了新發現。
此前的研究都提到，G蛋白偶聯受體有七個跨膜螺旋。而Opella的研究團隊發現，在細胞膜表面還存在著第八個螺旋，而且研究人員認為其他G蛋白偶聯受體中也可能存在這樣的結構。
研究人員還研究了細胞內和細胞外的環狀結構。“多年以來人們一直認為這些環是活動的，但其實并非如此，”Opella說。“如果這些環在移動，那我們得到的信號就會比蛋白其他部分的信號弱。但我們發現，這些環的信號并沒有較弱。”
CXCR1被認為涉及了多種癌癥的進程。有前期實驗顯示，阻斷這一受體能夠抑制乳腺癌腫瘤中未分化的干細胞，使腫瘤細胞死亡并阻止生成新的腫瘤。
Opella及其同事將繼續進行下一步研究，分析CXCR1與白介素8或藥物分子結合時其結構發生的變化，他們希望自己的研究能夠幫助人們開發更有效、副作用更小的抗癌藥物。
