中国科学院生物物理研究所赵岩研究员团队在抗精神分裂症药物研究领域取得了重大突破,成功揭示了甘氨酸转运蛋白GlyT1的底物识别机制及3种抗精神分裂候选药物对其的选择性抑制机制。这一里程碑式的科研成果已于3月20日在国际顶尖学术期刊《细胞》上正式发表。
精神分裂症作为一种严重影响全球约1%人口生活的高致残率精神疾病,亟待更为有效的治疗方法。GlyT1作为治疗精神分裂症的核心靶标之一,其生理功能及与药物的作用机理一直是科研人员关注的重点。尽管已有针对GlyT1的药物进入临床试验阶段,但进一步明确其底物识别、离子结合方式以及与潜在药物分子间的关系,对于加快针对性药物的研发进程至关重要。
赵岩研究团队利用高分辨率冷冻电镜技术,成功解析了野生型GlyT1在2.6 Å分辨率下的闭合态结构,直观呈现了底物甘氨酸与转运蛋白的结合情况,同时还确定了伴随转运过程中的一个氯离子和两个钠离子的精确结合位点,明确了底物与离子转运之间的耦合机制。
在此基础上,团队进一步比较了多种神经递质转运蛋白的结构特征,特别关注了GlyT1与其他转运蛋白在中央结合腔及离子结合位点上的关键差异,并通过实验验证了决定底物和离子结合口袋特异性的保守残基与差异残基的功能作用。
尤为重要的是,团队在不同构象状态下解析了GlyT1与3种正在进行临床试验的抗精神分裂药物——ALX-5407(基于肌氨酸的抑制剂)、SSR504734和PF-03463275(均为非肌氨酸类抑制剂)的结合模式,首次阐明了这3种候选药物如何选择性地抑制GlyT1的运作机制。
此外,通过对GlyT1处于外向开口、封闭及内向开口三种不同构象的电镜结构对比分析,研究团队系统性揭示了促使GlyT1在不同转运状态之间转换的关键相互作用网络,深化了学界对神经递质转运蛋白构象变化原理的认知。
这项研究成果不仅深化了对GlyT1工作原理的理解,也大大推动了针对精神分裂症的精准药物设计与研发进程,为未来的临床治疗实践开启了新的可能。
精神分裂症作为一种严重影响全球约1%人口生活的高致残率精神疾病,亟待更为有效的治疗方法。GlyT1作为治疗精神分裂症的核心靶标之一,其生理功能及与药物的作用机理一直是科研人员关注的重点。尽管已有针对GlyT1的药物进入临床试验阶段,但进一步明确其底物识别、离子结合方式以及与潜在药物分子间的关系,对于加快针对性药物的研发进程至关重要。
赵岩研究团队利用高分辨率冷冻电镜技术,成功解析了野生型GlyT1在2.6 Å分辨率下的闭合态结构,直观呈现了底物甘氨酸与转运蛋白的结合情况,同时还确定了伴随转运过程中的一个氯离子和两个钠离子的精确结合位点,明确了底物与离子转运之间的耦合机制。
在此基础上,团队进一步比较了多种神经递质转运蛋白的结构特征,特别关注了GlyT1与其他转运蛋白在中央结合腔及离子结合位点上的关键差异,并通过实验验证了决定底物和离子结合口袋特异性的保守残基与差异残基的功能作用。
尤为重要的是,团队在不同构象状态下解析了GlyT1与3种正在进行临床试验的抗精神分裂药物——ALX-5407(基于肌氨酸的抑制剂)、SSR504734和PF-03463275(均为非肌氨酸类抑制剂)的结合模式,首次阐明了这3种候选药物如何选择性地抑制GlyT1的运作机制。
此外,通过对GlyT1处于外向开口、封闭及内向开口三种不同构象的电镜结构对比分析,研究团队系统性揭示了促使GlyT1在不同转运状态之间转换的关键相互作用网络,深化了学界对神经递质转运蛋白构象变化原理的认知。
这项研究成果不仅深化了对GlyT1工作原理的理解,也大大推动了针对精神分裂症的精准药物设计与研发进程,为未来的临床治疗实践开启了新的可能。
分享: