点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:为去甲肾上腺素转运体“拍张工作照”
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

为去甲肾上腺素转运体“拍张工作照”

来源:中国科学报2024-08-16 09:45

  随着现代社会生活节奏的加快,焦虑症、抑郁症、多动症等心理障碍成为不少“脆皮年轻人”的困扰。

  无论是长期的情绪压抑、丧失生活热情,还是莫名的活跃亢奋、注意力不集中,不同的心理状态却有着共同的影响因素——去甲肾上腺素。去甲肾上腺素是一种重要的神经递质,其介导的神经信号强度和持续时间受去甲肾上腺素转运体的调节,影响情绪、记忆力、注意力等神经活动。

  近日,中国医学科学院药物研究所助理教授吴惊香团队揭示了去甲肾上腺素转运体的底物结合及抑制机制,为去甲肾上腺素转运体研究奠定了基础。8月14日,相关成果发表于《自然》。

  揭秘情绪的影响因素

  说起去甲肾上腺素,可能大部分人对它比较陌生,但它有个家喻户晓的“好兄弟”——肾上腺素。

  肾上腺素和去甲肾上腺素是人体内两种重要的激素,当肾上腺素去掉甲基,就成了去甲肾上腺素。尽管二者化学结构非常相似,但功能和作用机制却有所不同。

  肾上腺素主要由肾上腺髓质合成和分泌,而去甲肾上腺素则主要由交感节后神经元与脑内去甲肾上腺素能神经元合成和分泌。当机体处于应激状态时,由交感神经节后纤维释放的去甲肾上腺素和肾上腺髓质释放的肾上腺素会交互感应,并肩作战,为“战或逃”做准备,从而帮助机体渡过难关。

  相比于肾上腺素对心脏、血管以及支气管等脏器的影响,去甲肾上腺素主要在中枢神经系统中发挥作用,调节情绪、记忆力、注意力等多种神经活动。

  去甲肾上腺素转运体是一种细胞膜上的蛋白质,能够调节神经细胞间去甲肾上腺素的浓度,维系神经系统的正常生理功能。

  “去甲肾上腺素经突触前膜释放到突触间隙——两个神经元相接触的地方,向下传递神经冲动。但我们的人体非常奇妙,这一过程结束后会‘回收’神经信号,这个‘信使’就是去甲肾上腺素转运体。”吴惊香告诉《中国科学报》,去甲肾上腺素转运体能将神经递质“转运”回突触前神经元中,中止神经信号的传递,帮助机体恢复平衡。去甲肾上腺素转运体可应用于多动症、抑郁症、神经退行性疾病等的治疗。

  然而,尽管去甲肾上腺素转运体具有重要的生物学和临床意义,但其结构和转运机制依旧是未解之谜。

  此次,吴惊香团队借助冷冻电镜给人体去甲肾上腺素转运体“拍了张工作照”,揭示了其在三种功能下的不同状态。这项研究成果的审稿人认为:“该研究揭示了人体去甲肾上腺素转运体的结构及其与底物和抑制剂的结合位点,是对该领域的宝贵贡献。”

  解决冷冻电镜解析难题

  “攻读博士学位期间,我从事脑特异性激酶的研究,胰岛素分泌也与其关系密切。据我观察,很多糖尿病患者为了控糖,都会努力‘管住嘴、迈开腿’,但大多数患者都会产生抵触心理、难以坚持。”吴惊香告诉《中国科学报》,这让她对神经系统更加好奇。

  因此,长期从事蛋白质结构研究的吴惊香决定从擅长的领域入手。2022年,她加入中国医学科学院药物研究所并成立独立课题组,正式开启去甲肾上腺素转运体的研究。

  去甲肾上腺素转运体的转运功能明晰,但关于其如何转运底物、怎样被抑制剂抑制等问题,始终没有得到解决。

  “去甲肾上腺素转运体的体积非常小,分子质量约为64千道尔顿,冷冻电镜难以解析它的结构,这是我们面临的最大难题。”吴惊香表示,冷冻电镜解析中还有一个世界性难题,那就是取向优势。果然,前期制备冷冻样品时就遇到了这一难题,去甲肾上腺素转运体齐刷刷地“躺”在冰层上,使得大多数分子仅以一种或几种特定的朝向被观察到。

  针对这些问题,吴惊香团队做了很多尝试,发现在冷冻电镜解析中,有一个很小的环区没有被观察到。如果将蛋白质分子比作一条用珠子穿成的项链,项链上没有珠子的地方更加灵活松散,可以自由弯曲摇摆,此处就相当于蛋白质的环区。

  吴惊香团队用PA(12个氨基酸多肽标签)替换了这个很小的环区,并将其与高亲和力的NZ1(PA序列特异性结合的单克隆抗体)结合。这一大胆尝试不仅攻克了去甲肾上腺素转运体分子量较小的技术难题,还意外解决了冷冻样品取向优势的问题。这一关键突破为后续研究打下了坚实基础。

  “闯关”远未结束

  对吴惊香来说,这两年来的科研经历是和学生的共同“闯关”之旅。

  “我们的实验室刚刚成立,蛋白纯化仪、超速离心机这些仪器设备还没配齐,我们只好先借用别的实验室的设备,但经常遇到各种问题。我就带着学生从头一步步修整,有些连工程师都说修不好的毛病,竟然被我们解决了。”吴惊香说。

  尽管研究已揭示了去甲肾上腺素转运体的底物结合及抑制机制,但对吴惊香团队来说,“闯关”远未结束。

  去甲肾上腺素转运体的底物结合和抑制机制包含很多内容,已发现的底物和抑制剂种类繁多,机制各异。比如,该研究关注的间碘苄胍是一种底物类似物,作为核药,能诊治多种神经内分泌肿瘤,但临床常规应用还有诸多限制。

  值得一提的是,近期我国另外三个科研团队相继在去甲肾上腺素转运体机制研究中取得重要进展。“这些研究各有特点,相得益彰,从不同角度对去甲肾上腺素转运体如何识别、转运底物及其抑制机制进行了阐述。”吴惊香说,期待通过学界的共同努力,让这项研究更为系统化,推动以去甲肾上腺素转运体为靶标的药物研发。(赵宇彤)

[ 责编:张佳兴 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 济滨高铁进入全线铺轨作业阶段

  • 浙江武义:春茶全面开采

独家策划

推荐阅读
“龙虾”智能体通过整合调用通信软件和大语言模型,在用户本地电脑自主执行文件管理、邮件收发、数据处理等复杂任务。”魏亮说,有关方面也会持续做好安全监测,如发现相关安全风险将及时预警,为用户安全使用提供必要的技术支持。
2026-03-11 09:36
作为人类的“第二大脑”,AI for Science正在全球范围内引发科研范式的深刻变革,也成为全国两会期间代表委员关注的话题。3月7日,在全国政协十四届四次会议第二次全体会议上,全国政协委员、中国科学院院士周志华发言建议,以人工智能引领科研范式变革。
2026-03-11 09:36
全国政协委员、中国科学院院士、南京大学副校长周志华在接受光明网记者采访。
2026-03-11 07:00
以医工交叉+成果转化为抓手,凭借硬核科创成果精准攻坚,同时高标准建设国家药监局监管科学创新基地,为产业发展提供标准与工具支撑。
2026-03-11 09:33
作者:余有成 张立华 吴 飞(分别系中国人工智能学会副秘书长;复旦大学智能机器人研究院常务副院长、特聘教授;我国的独特优势,在于探索出一条“软件定义算力、算法驱动效能、人工智能+赋能场景”的创新路径。
2026-03-11 09:32
具体而言,在种植与流通环节,中药农业面临良种普及率不高、生产种植分散、标准化程度偏低等现实问题。可制定国家统筹的野生资源抚育与替代技术攻关清单,利用大数据监测价格与供给波动,增强产业链供应链韧性。
2026-03-11 09:31
光明日报北京3月10日电 记者张晓华从中国航天科技集团获悉,目前中国探月工程四期正稳步推进,2026年将研制发射嫦娥七号探测器,首次奔赴月球南极,寻找水冰存在的证据。中国航天科技集团五院研究员孙泽洲表示,在行星探测方面,未来我国还将发射天问三号和天问四号。
2026-03-11 09:30
当前全球人工智能竞争日趋白热化,大模型手机助手成为智能终端领域的核心竞逐赛道。建议以技术协同创新为核心、以产学研深度融合为支撑、以包容审慎监管为保障,筑牢自身核心优势,抢抓大模型手机助手产业窗口期。
2026-03-10 09:57
近日,由蓝箭航天研制的220吨级液氧甲烷全流量补燃循环发动机“蓝焱”完成整机全系统长程试车,标志着我国在大推力高性能液体火箭发动机领域持续取得突破性进展。
2026-03-10 09:30
从空天地一体化网络到通信、感知与人工智能深度融合,6G被视为重塑全球数字信息基础设施格局的重要技术底座。
2026-03-10 09:29
我国目前农业科技进步贡献率已经超过64%,农作物良种覆盖率超过96%,农作物耕种收综合机械化率达到76.7%,“农业现代化建设迈上了一个新台阶”。
2026-03-10 09:27
全国两会期间,“养龙虾”的话题登上热搜。全国人大代表、中国工程院院士高文说:“现在大家急得不得了,生怕没有养上‘龙虾’。”
2026-03-10 09:26
从实验室的“青苹果”到产业端的“金苹果”,距离有多远?2026年全国两会期间,两位代表分享了他们的探索实践。
2026-03-09 09:46
加快科技自立自强,既是破解产业升级瓶颈的重要支撑,也是抢占未来产业新赛道、培育新质生产力的关键依托。
2026-03-09 09:45
在全国两会会场,记者见到了贵州省六盘水市水城区农业农村局农业综合开发中心主任杨恩兰代表,聊起了她来京前的“田间故事”。
2026-03-09 09:44
杨建成委员介绍,经过几十年发展,我国布局建造了一批重大科技基础设施。
2026-03-09 09:43
中国工程院院士,第十四届全国人大常委会委员、农业与农村委员会副主任委员唐华俊代表:为此,建议推动在农业法、乡村振兴促进法等相关法律法规中增设专章专节部署农业资源区划工作。
2026-03-09 09:27
粮食安全,是“国之大者”。3月5日提请十四届全国人大四次会议审查的“十五五”规划纲要草案提出“十五五”时期主要目标和重大任务,明确粮食综合生产能力达到1.45万亿斤左右。
2026-03-06 09:35
我国科技成果大量涌现,人形机器人大放异彩,开源大模型领跑全球,芯片攻关取得新突破,创新药迅猛发展。
2026-03-06 09:31
生态环境法典草案规定,国家根据需要在长江、黄河、青藏高原等重要流域、区域建立协调机制,统筹指导、综合协调长江、黄河、青藏高原等重要流域、区域的生态环境保护等工作。
2026-03-06 09:29
加载更多