研究新知

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一、研究新知

2012諾貝爾化學獎得獎主題: G蛋白質耦合受體之介紹(陳逸夫副教授摘譯)

The Seven Pillars of Molecular Pharmacology:GPCR Research Honored with Nobel Prize for Chemistry
Angew Chem Int Ed Engl. 2012 Nov 5. doi: 10.1002/anie.201208565.Hausch F, Holsboer F.

鑲嵌於細胞膜上的G蛋白質耦合受體 (G-protein-coupled receptors, GPCRs) 是自然界中最廣泛運用的訊息傳遞路徑之一,負責來自細胞外、細胞間、與體內長距離等各種不同訊息傳遞。目前我們對於G蛋白質耦合受體之分子機轉能有深入的理解得歸功於Kobilka 及 Lefkowitz兩位科學家。

G蛋白質耦合受體之命名由於它借由細胞內GTP結合蛋白傳遞訊息而得。因為它們的多肽鏈在細胞膜間穿越七次,G蛋白質耦合受體又被稱為七次穿膜受體(7TM receptor)。這些透過G蛋白質耦合受體傳遞訊號的細胞外刺激可以是胜肽、賀爾蒙、酯質、神經傳導物質、離子、氣味等。G蛋白質耦合受體遞訊這些訊息至細胞內,隨後引發一連串反應,最後使細胞做出一個適當的細胞生理反應。大約有一千個人類基因負責製造G蛋白質耦合受體,事實上許多細胞生理過程都仰賴該受體,比如腎上腺素受體、多巴胺受體、組織胺受體、視紫紅質光受體,還有許多味覺及嗅覺受體。因此,G蛋白質耦合受體也成為重要藥物研發的標靶。

69歲任教於美國杜克大學的Lefkowitz首先利用放射性促進配體,追蹤腎上腺由細胞外傳遞至細胞內的路徑,後來甚至把腎上腺素受體從組織中分離純化出來,並進一步解開其立體結構。然而Lefkowitz對G蛋白質耦合受體的研究貢獻另一波高潮,來自他當時的博士後研究員Kobilka。57歲現任教於美國史丹福大學的Kobilka順利選殖一系列腎上腺素受體基因,並進而發現七個穿膜螺旋的獨特結構,最後證實所有G蛋白質耦合受體家族成員都具備該結構同源性。

Lefkowitz 及 Kobilka 的研究提供了藥物化學家一個更深入了解標靶蛋白與他們所設計的藥物之交互作用的機會,有助開發減少副作用之藥物。隨著科學日新月異,人類賦予G蛋白質耦合受體更多創新之角色與功能將指日可待。

 

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