佛罗里达州斯克里普斯研究所、哥伦比亚大学和坎普尔印度理工学院的研究人员报告称，通过使用冷冻电镜，他们观察到了一种名为GPR158的脑细胞受体的近原子尺度结构，该受体与抑郁和焦虑有关。他们的发现可能会带来治疗抑郁、焦虑和其他情绪障碍的新方法和疗法。
他们的研究结果发表在《科学》杂志上，题为“与RGS7-Gβ5信号复合物偶联的人类GPR158受体的冷冻电镜结构”。
研究人员写道：“GPR158是一种孤儿G蛋白偶联受体(GPCR)，在大脑中高度表达，控制突触的形成和功能。”“GPR158还与抑郁症、致癌和认知有关。然而，GPR158的结构组织和信号传导机制在很大程度上尚不清楚。在这里，我们报告了单独的人类GPR158的结构以及与RGS信号复合物结合的情况，并使用单粒子冷冻电子显微镜(cryoEM)进行了测定。”
冷冻电镜卡通再现了与抑郁症相关的大脑受体的结构，及其信号复合体。该组件称为GPR158-RGS7-G5。GPR158原体以绿色和覆盆子色显示，RGS7以蓝色显示，G5以橙色显示。脂质双层是灰色的。图片由佛罗里达州斯克里普斯研究中心Martemyanov实验室提供。[佛罗里达州斯克里普斯研究中心Martemyanov实验室]
“我们已经研究这种受体十多年了，并对其进行了大量的生物学研究，因此第一次看到它的组织方式真的很令人欣慰，”主要作者、教授兼主席基里尔·马特米亚诺夫(KirillMartemyanov)博士解释道斯克里普斯研究所神经科学系的教授。
Martemyanov和他的团队此前发现，被诊断患有重度抑郁症的人在死亡时，其前额皮质中GPR158的含量很高。
在这项新研究中，研究人员发现“这些结构揭示了由一对磷脂稳定的同源二聚体组织，以及细胞外缓存域的存在，这是GPCR中一种不寻常的配体结合域。我们进一步证明了GPR158与RGS7-Gβ5偶联的结构基础。总之，这些结果为了解孤儿受体的不寻常生物学和GPCR-RGS复合物的形成提供了见解。”
第一作者DipakPatil博士是Martemyanov实验室的一名科学家，他说解决这个结构提供了许多新的见解。“我很高兴看到这种独特的GPCR的结构。它是同类产品中的第一个，展示了许多新功能，并为药物开发提供了一条途径，”帕蒂尔说。
“显微镜使用电子束而不是光来对蛋白质组装体进行成像。与光相比，电子的波长更短，使我们能够以接近原子的分辨率可视化我们的样品。”结构生物学家TinaIzard教授博士说。
“冷冻电镜在解决生物分子结构方面取得重大突破的前景是巨大的。我们研究所坚定地致力于扩展冷冻电镜显微镜，这是通过最近在校园内购买和安装一台新显微镜而实现的。”
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