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【字体: 大 中 小 】 时间:2009年03月30日 来源:生物通
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来自斯克里普斯研究所(The Scripps Research Institute),武汉大学化学与分子科学学院的研究人员确定P-糖蛋白(P-Glycoprotein,P-gp)的蛋白结构,这对于进一步了解药物作用机理,以及研究抗癌药物具有重要的意义。这一研究成果发表在3月27日《Science》杂志上。
生物通报道:来自斯克里普斯研究所(The Scripps Research Institute),武汉大学化学与分子科学学院的研究人员确定P-糖蛋白(P-Glycoprotein,P-gp)的蛋白结构,这对于进一步了解药物作用机理,以及研究抗癌药物具有重要的意义。这一研究成果发表在3月27日《Science》杂志上。
文章的通讯作者是斯克里普斯研究所蛋白质结晶学家Geoffrey Chang,中方研究人员是来自武汉大学的翁跃(Yue Weng,音译)博士。
P-gp蛋白位于细胞膜中,属于膜转运系统超家族成员,这种蛋白对于内源性或外源性物质的吸收,分布和排泄起到了关键的作用,其正常生理功能可能与内分泌调节及解毒等有关。通过对P-gp二硫键的分析表明,则会中蛋白具有通道蛋白性质。由于P-gp与肿瘤多药耐药(Muhidrug Resistance,MDR)有关,后者是指一种药物作用于肿瘤使之产生耐药性后,该肿瘤对未接触过的、结构无关、机制各异的多种抗肿瘤药也具有交叉耐药性的现象,因此倍受科学家们的关注。
在这篇文章中,研究人员利用X-射线结晶方法成功地确定了P-gp的结构,这对于进一步了解P-gp如何将药物运出细胞,并帮助设计能规避P-gp阻药抗性的新药物具有重要意义。
Geoffrey Chang表示,“确定这一蛋白的结构是一个重要的进展,而且这只是一个开始,后续还会有更多的突破。这一结构是一个精良的工具,可帮助我们理解P-gp如何将药物运出细胞,并帮助设计能规避P-gp阻药抗性的新药物。”
Geoffrey Chang是一位著名的蛋白质结晶学家,1999年,年仅28岁的他获得了位于加州圣地亚哥的斯克里普斯研究所的终身职位;1年后,他参加了在白宫举行的颁奖仪式,接受了这个国家的年轻研究人员所能得到的最高荣誉——青年科学家和工程师总统奖;在详细解释细胞膜上重要蛋白质的分子结构方面,他的实验室完成了一大批高显示度的论文。
原文摘要:
Structure of P-Glycoprotein Reveals a Molecular Basis for Poly-Specific Drug Binding
P-glycoprotein (P-gp) detoxifies cells by exporting hundreds of chemically unrelated toxins but has been implicated in multidrug resistance (MDR) in the treatment of cancers. Substrate promiscuity is a hallmark of P-gp activity, thus a structural description of poly-specific drug-binding is important for the rational design of anticancer drugs and MDR inhibitors. The x-ray structure of apo P-gp at 3.8 angstroms reveals an internal cavity of 6000 angstroms cubed with a 30 angstrom separation of the two nucleotide-binding domains. Two additional P-gp structures with cyclic peptide inhibitors demonstrate distinct drug-binding sites in the internal cavity capable of stereoselectivity that is based on hydrophobic and aromatic interactions. Apo and drug-bound P-gp structures have portals open to the cytoplasm and the inner leaflet of the lipid bilayer for drug entry. The inward-facing conformation represents an initial stage of the transport cycle that is competent for drug binding.