检索历史 清除

摘要血管紧张素Ⅱ受体属于A类G蛋白偶联受体（Gprotein-coupledreceptor,GPCR）家族，是人体中血压调节器肾素-血管紧张素-醛固酮系统（Renin-Angiotensin-AldosteroneSystem,RAAS）的重要组成部分。血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）主要通过结合1型血管紧张素Ⅱ受体（AngiotensinⅡtype1receptor,AT1R）来发挥血管收缩、细胞增殖等生理作用。在人体中，AT1R的下游Gq信号通路介导了血压升高等生理作用，而下游GRK（Gprotein-coupledreceptorkinase）/β-arrestin信号通路则会提高心肌收缩和表现力，因此靶向AT1R的GRK/β-arrestin信号通路的偏向性激动剂有望被开发治疗充血性心力衰竭等疾病。<br>　　目前已发表的AT1R与拮抗剂结合的结构展示了沙坦类药物的作用机制；AT1R与肽类配体AngⅡ及其衍生物结合的结构则展示了受体在激动剂诱导下呈现出部分激活态的结构特征；对AT1R的光谱学和分子动力学研究则表明受体在不同配体诱导下会形成不同的构象，造成受体激活Gq信号通路与GRK/β-arrestin两条信号通路的能力差异从而产生偏向性信号（Biasedsignaling）。然而目前AT1R分别与三个重要下游信号蛋白结合时的结构并未被解析出，从而阻碍了我们从结构水平上分析AT1R偏向性信号的产生原因并基于结构设计偏向性调节分子。<br>　　本研究通过构建体筛选、表达纯化条件筛选、抗体组装和纳米盘蛋白复合物组装等方法在体外成功组装出AT1R-Gq-Sar1-AngⅡ复合物蛋白，并制备出稳定均一的冷冻电镜样品。利用单颗粒冷冻电镜技术成功解析得到了分辨率2.9?的AT1R-Gq复合物蛋白的三维结构。<br>　　从AT1R-Gq复合物结构中可以观察到肽类配体Sar1-AngⅡ以一种延展的构象通过四对关键极性相互作用与受体结合，而其中两对极性相互作用R2-D2636.58和R2-D2817.32经分子动力学模拟（Moleculardynamicsimulations）和生物共振能量转移（Bioluminescenceresonanceenergytransfer,BRET）实验验证并不存在于Gq偏向性激动剂的配体结合口袋中。下游信号蛋白Gq结合后会诱导AT1R呈现出完全激活的构象。不同状态的AT1R结构对比提示关键氢键网络（Majorhydrogenbondnetwork,MHN）是AT1R维持不同构象的重要结构要素，突变此区域会使受体产生偏向性信号。基于已有信息，本研究提出了AT1R偏向性信号传导的模型。<br>　　本研究通过解析AT1R与信号蛋白Gq复合物的结构并进行深入的计算与功能研究，探索了AT1R的Gq偏向性配体TRV055/TRV056的结合特征，并解释了N1113.35A和N2947.45A两个突变体产生偏向性信号的结构基础。综合已有的不同状态下的AT1R结构特征，本研究提出了受体偏向性信号传导的模型，为靶向AT1R的偏向性药物设计提供结构基础。