偏头痛是一种神经系统疾病。偏头痛会伴随抑郁症、焦虑症、癫痫、肥胖和其他慢性疼痛等病症。5-羟色胺(5-ht)家族受体是偏头痛、抑郁症、等中枢神经疾病的重要靶点。其中,5-ht
1b、5-ht
1d和5-ht
1f三种亚型与偏头痛的治疗密切相关。 近日,中国科学院上海药物研究所研究员徐华强课题组利用冷冻电镜技术,首次解析了5-ht
1f受体结合g蛋白以及抗偏头痛药物拉米替坦的复合物结构,揭示了拉米替坦选择性结合5-ht1f受体的结构基础。7月8日,相关研究成果以
structural basis for recognition of anti-migraine drug lasmiditan by the serotonin receptor 5-ht1f–g protein complex为题,在线发表在《细胞研究》上。 5-ht
1f属于5-ht
1亚家族成员,但在同源性和配体激活效应上与该亚家族的其他亚型差别相对较大,这使5-ht
1f成为具有潜力的选择性抗偏头痛靶点。研究团队经过纯化、冷冻制样和数据处理等条件摸索,突破了5-ht
1f受体-g蛋白复合物表达量低、复合物组装不稳定的技术瓶颈,获得高质量的复合物结构。5-ht
1f受体的胞外区附近结构相对其他5-ht亚型受体具有显著的构象变化,这也是药物拉米替坦能够高选择性结合5-ht
1f受体的结构基础。 徐华强课题组致力于在5-羟色胺家族受体的结构与功能研究,并取得了一系列成果。该研究团队在上发表首个5-ht
1b受体的晶体结构;在
cell discovery上发表了首个拮抗状态的5-ht
1b受体结构;在上发表3个不同亚型的5-ht受体与g蛋白复合物的冷冻电镜结构,并首次揭示了5-ht受体的脂质调控、组成型激活以及与抗、抗抑郁药物阿立哌唑的作用机制。该团队在5-ht
1f受体和抗偏头痛药物的作用机制上的成果,推动了5-ht受体系统研究的发展。 研究工作得到国家重点研发计划、中科院战略性先导科技专项、上海市市级科技重大专项、国家自然科学基金和国家科技重大专项的资助。
a-b、5-ht1f-gi-拉米替坦复合物的电镜密度图(a)和原子模型(b);c、拉米替坦的结合口袋示意图;d、拉米替坦与5-ht1f受体的相互作用模式图;e、g蛋白招募实验显示拉米替坦对5-ht1f受体具有高度选择性
研究团队单位:上海药物研究所