生物物理学家研究哮喘药物的分子效果

负责其活化的Cyslt1受体的区段以橙色显示，在其他G蛋白偶联受体旁边。

来自衰老和年龄相关疾病的分子机制Mipt Centa的研究小组与来自美国，加拿大，法国和德国的同事合作，确定了Cyslt1受体的空间结构。本文于2019年10月9日发表，在科学进步中。

G蛋白偶联受体或GPCR是掺入细胞膜中的分子机。这些受体在外面拾取特定信号并将它们传送到细胞中。信号来自各种来源，包括光，脂肪分子，小蛋白质和DNA片段的光子。GPCR可以触发细胞中的佩戴事件，例如打印，重定位甚至死亡。

GPCR介导的细胞“通信”对于生物体的运作至关重要。难怪这些受体以某种方式参与了我们身体的所有进程。它们也是现有药物的约40％的目标。因此，结构生物学家了解这些生物机的功能机制，并通过开发具有更多特异性和更少副作用的新药来找到一种影响它们的方法。

结构生物学是物理学和生物学界面的跨学科领域，涉及研究生物大分子的3D布置，例如蛋白质。结构研究涉及基因工程，人工蛋白质生产，纯化和结晶。一旦获得蛋白质晶体，物理学就会进入：研究人员将蛋白质晶体暴露于强大的X射线以产生衍射图案。可以在数学上处理所得数据以回收给定蛋白质分子的详细3D原子结构，其精度高达几埃。

结构研究依赖于强大的X射线来源。这些通常有两种：同步调节和最近开发的自由电子激光器。在这两种情况下，电子加速到几乎光速。然后被迫改变他们的速度或运动方向，导致X射线发射。在同步rotron中，电子沿着弯曲的几乎圆形轨迹移动。在自由的电子激光器中，它们通过两排交替相反的定向磁体之间的通道行进，称为波动器。

虽然结构生物学家自20世纪70年代以来使用同步调节，但是自由电子激光器是蛋白质晶体学工具包的相对较称的添加。在2010年代初推出，它们产生极其强大的辐射，使微型1微米晶体的X射线衍射分析能够实现。这款新仪器已经带来了几百个结构的发现。

来自Mipt的研究人员研究了称为Cyslt1的GPCR的结构。它涉及炎症过程，在过敏性疾病中起重要作用，包括哮喘，影响全球人口的10％。生物物理学家团队通过Zafirlukast和Pranlukast的分子获得了受体的详细3D结构（图1）。这些是哮喘，过敏性鼻炎和荨麻疹的患者处方的两种药物。

虽然比较大，在研究中生长了比较大的0.3毫米晶体，但Zafirlukast的晶体仅达到几微米的尺寸。在法国格勒诺布尔的ESRF同步调查前样品。后者使用斯坦福大学操作的LINAC相干光源，自由电子激光器进行检查。加拿大的研究人员的同事有助于通过Cyslt1探索信号传输的机制。

“这些毫无疑问是独特的结构，我们已经很喜欢它们，”研究与G蛋白偶联受体的结构生物学MIPT实验室合作的Aleksandra Luginina。“Cyslt1受体的操作机制更新了我们如何看到GPCR蛋白质群的功能。此外，通过鉴定Zafirlukast和普朗曲线分子的结合位点，我们为改善哮喘药物的依据 - 增加其效率和减少副作用。“

GPCR是臭名昭着的结构研究的难度物体。只有少数全球实验室已经设法完成了这种研究项目。MIPT团队很高兴这是一个研究所实验室。

参考：“基于结构基础的抗菌药物机制由抗炎药物抑制抗炎药物”，Aleksandra Luginina，Anastasiia Gusach，Egor Marin，Alexey Mishin，Rebecca Brouillette，Petr Popov，Anna Shiriaeva，ÉlieBesserer-Offroy，Jean-MichelLongpré，Elizaveta Lyapina，Andrii Ishchenko，Nilkanth Palel，Vitaly Polovinkin，Nadezhda Safronova，Andrey Bogorodskiy，Hao Hu，Uwe Weierstall，Wei Liu，亚历山大Batyuk，Valentin Gordeliy，Gye荣汉，菲利普萨特，vsevolod Katritch，Valentin Borshchevskiy和Vadim Cherezov，10月9日2019年，科学推进.DOI：
10.1126 / sciadv.aax2518