由杜克大學醫學院、密歇根大學和斯坦福大學的科學家們組成的一個研究小組，確定了與機體響應光和疼痛等刺激相關的一種細胞信號復合物的基本結構。這一由一種人類細胞表面受體及其調控蛋白構成的復合物，揭示出了人們從前猜測卻未直接證實的一個兩步驟機制。發表在6月22日《自然》（Nature）的新研究論文，提供了活動中的G-蛋白偶聯受體(GPCR)的結構圖像。
杜克大學醫學院醫學教授、霍華德休斯醫學研究所研究員Robert J. Lefkowitz博士說：“闡明這些受體的運作，對于完全了解我們的機體響應包括光線、激素和各種化學物質在內的一系列廣泛刺激的機制至關重要。”Lefkowitz與密歇根大學生命科學學院的Georgios Skiniotis教授，以及斯坦福大學醫學院的心臟病學教授Brian K. Kobilka博士是這篇論文的共同資深作者。Lefkowitz與Kobilka因各自與GPCRs相關的研究發現，共享了2012年的諾貝爾化學獎。
GPCRs是最大的人類疾病藥物靶標家族，其涉及心血管疾病、神經系統疾病和各種類型的癌癥。蛋白質β-arrestin對于調控這些蛋白至關重要，作者們顯現了β-arrestin蛋白與參與人類“攻擊或逃避”（fight-or-flight）反應的受體形成的復合物的圖像。
“Arrestin的主要作用是給GPCR信號戴上帽子。闡明這一復合物的結構對于了解這些受體喪失反應，從而阻止異常信號的機制具有極其重要的意義，”Skiniotis說。
“由于這一蛋白質復合物不穩定且高度動態，實驗要求分離大量的蛋白質，對這一信號裝置進行高分辨率顯像是一個挑戰，”共同主要作者Arun K. Shukla。Shukla與杜克大學的Lefkowitz合作，現在印度理工大學生物科學和生物工程系建立了一個獨立的實驗室。
在獲得可直接進行結構顯像的材料后，作者們利用電子顯微鏡揭示出了這一信號裝置中單個的分子彼此之間的組織構建方式。將數以千計的單幅圖像組合到一起生成了更好地有關這一分子結構的圖像。他們通過交聯分析和質譜法檢測進一步闡明了這一圖像。
作者的下一個目標是利用X-射線晶體學獲得了有關這一裝置的更多細節。然后在實驗中利用這些原子細節來設計出一些新型藥物，更好的了解GPCR生物學的一些基本概念。Shukla說：“這還只是開始，還有漫長的路要走。我們還必須顯像其他GPCRs的相似復合物，從而全面地了解這一受體家族。”
原文檢索：
Arun K. Shukla, Gerwin H. Westfield, Kunhong Xiao, Rosana I. Reis, Li-Yin Huang, Prachi Tripathi-Shukla, Jiang Qian, Sheng Li, Adi Blanc, Austin N. Oleskie, Anne M. Dosey, Min Su, Cui-Rong Liang, Ling-Ling Gu, Jin-Ming Shan, Xin Chen, Rachel Hanna, Minjung Choi, Xiao Jie Yao, Bjoern U. Klink, Alem W. Kahsai, Sachdev S. Sidhu, Shohei Koide, Pawel A. Penczek, Anthony A. Kossiakoff, Virgil L. Woods Jr, Brian K. Kobilka, Georgios Skiniotis & Robert J. Lefkowitz. Visualization of arrestin recruitment by a G-protein-coupled receptor. Nature, 22 June 2014； doi：10.1038/nature13430
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