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两篇nature ：识别重要的信号分子β-arrestins，为疼痛治疗提供新策略
文章来源：生物探索
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发布时间：2017-06-05 14:00
导读：发表在nature 上的两篇文章都提供了对一个”信号分子”工作的深入了解，这将为药物在疼痛治疗领域提供新的策略。
发表在nature 上的两篇文章都提供了对一个”信号分子”工作的深入了解，这将为药物在疼痛治疗领域提供新的策略。
3月23日在线发表在nature上的研究，是由德国的würzburg大学和英国的glasgow大学发现β-arrestins是个由g蛋白偶联受体(gpcrs)激活的独立信号分子。在同一天的nature，美国的southcarolina医科大学的研究小组人员用不同的技术得出了相似的结论。
g蛋白偶联受体是药物研究的重要目标，是包括疼痛和知觉感受的至关重要的细胞通讯过程。作为很多治疗药物的分子靶点，g蛋白偶联受体被认为是通过g蛋白在细胞中传递编码在激素和神经递质中的信息的，而β-arrestins被认为是阻断这个过程的。
用β-arrestin2的生物传感器来研究
在第一篇欧洲学者的文章利用一系列的荧光共振能量转移（fret）为基础的β-arrestin2的生物传感器，研究了β-arrestin和g蛋白偶联受体之间的相互作用以及β-arrestin在人活细胞中构象的实时变化。他们观察到，在受体与β-arrestin2之间快速作用后在β-arrestin2中受体特殊区域产生构象变化。激动剂清除后，这些变化持续的时间比受体直接作用要长。该研究的数据表明，在g蛋白偶联受体和β-arrestins之间是一个快速的，受体类型特异的，两步结合和激活的过程。进一步的研究表明，β-arrestins从受体解离后保持活跃，这允许它们能够留在细胞表面保持信号独立。这样g蛋白偶联受体触发β-arrestins快速的、受体特异的激活/失活的循环，这允许它们有传递信号的活性。
模拟β-arrestin2中的构象变化
第二篇美国学者的文章使用分子内荧光砷剂发夹(flash)生物发光共振能量转移（bret）受体来模拟β-arrestin2中的构象变化。研究人员发现g蛋白偶联受体有独特的arrestin的构象标记，反映了受体和arrestin复合物的稳定性以及β-arrestin2在下游信号事件中活化或抑制的作用。这些标记的预测值包括结构不同的配体激活相同的g蛋白偶联受体，所以配体的本质属性反应β-arrestin2的构象变化。研究结果表明关于配体-受体复合物构象的信息是编码在β-arrestin2构象的平均群体值中，并显示了不同的g蛋白偶联受体可作为不同用途的共同效应因子。这个发现也许能运用在描述和发展g蛋白偶联受体的功能性选择上和鉴定调控arrestin构象和功能的因子。
治疗前景
由于g蛋白系统的多样性，g蛋白偶联受体和g蛋白信号转导是治疗药物的重要靶点，有时也会产生不必要的副作用。通过开发分子促进β-arrestins的信号而不是g蛋白的，也许能够克服这些问题。正是这项新的研究，有可能在强止痛药长期治疗中有特别好的进展。
事实上，在分子水平上特别激活β-arrestins的新药物能减少身体对药物耐受的发展，因此任何副作用的患者，可以有一个更有效的长期治疗。