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华中科技大学付琴博士JBC解析G蛋白偶联受体

日期:2014-05-29 00:00:00

G蛋白偶联受体是一个备受瞩目的蛋白大家族,这些蛋白位于细胞膜中,负责将激素和神经递质等外部信号传入细胞,触发一系列的生化反应。

G蛋白偶联受体与人类健康密切相关,据统计约40%的现代药物都以这类蛋白为靶标。与GPCR有关的疾病包括:高血压、哮喘、精神分裂症和帕金森症。正因为这类蛋白非常重要,GPCR的相关研究获得了2012年的诺贝尔化学奖。

G蛋白偶联受体高度保守,广泛存在于几乎所有生物中。大多数G蛋白偶联受体在受到反复或长时间刺激时,会出现磷酸化和受体内吞,进而快速失去其敏感性。然而,这种G蛋白偶联受体的短暂活化现象,与人们观察到的持续性细胞应答并不相符。

日前,Journal of Biological Chemistry杂志上发表的一项新研究,为人们深入解析了一种重要G蛋白偶联受体(β1AR)在心脏细胞中的持续性作用机制。这篇论文的第一编辑是华中科技大学同济医学院药理学系的副教授付琴,她是在加州大学深造期间完成这项研究的。

这项研究通过FRET生物感应器和肌细胞收缩分析,对cAMP进行了活细胞成像。研究显示,β1AR(儿茶酚胺激活的β1肾上腺素能受体)能够在原代心肌细胞和神经元中持续刺激第二信使cAMP的合成。这一效果在心肌细胞中持续了八个多小时。

研究指出,这种β1AR诱导的cAMP信号可以被PDE4D8(磷酸二酯酶)依赖的cAMP水解抵消。而抑制PDE活性可以恢复上述cAMP信号,促进小鼠心脏的收缩应答。

这项研究向人们展示了,神经元和肌细胞中的持续性肾上腺素信号,有助于进一步理解β1AR在心脏中的作用机制。研究还指出,对于G蛋白偶联受体的失敏和cAMP的平衡维持来说,PDE有着重要的作用。

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