Science，Nature聚焦2012诺贝尔化学奖

　　

生物通报道  斯德哥尔摩时间10月10日11点45分，2012年诺贝尔化学奖揭晓，两位美国科学家杜克大学医学中心罗伯特•莱夫科维茨（Robert J. Lefkowitz）和斯坦福大学医学院的布莱恩•科比尔卡（Brian K. Kobilka）因“G蛋白偶联受体”研究领域的杰出贡献而获奖。Science，Nature等各大顶级期刊纷纷报道介绍相关成果。

G蛋白偶联受体（GPCRs）

G蛋白偶联受体（GPCRs）是一种与G蛋白有信号连接的膜蛋白，它能够识别和传递来自细胞外的各种不同的信号，调控着细胞对激素，神经递质的大部分应答，以及视觉，嗅觉，味觉等。目前世界药物市场上至少有三分之一的小分子药物是GPCR的激活剂或者拮抗剂。科学家们希望通过了解它们的结构和活性来帮助开发出更有效的药物，激活或关闭特异的信号而不影响其他的细胞过程。

英国剑桥分子生物学实验室(MRC Laboratory of Molecular Biology)的Chris Tate说：“这些蛋白质是人体信号传导的基石”。它们组成了大约800个结构密切相关的受体大家族。当输入信号分子附着到GPCR上时，会改变受体细胞膜外结构域的形状。这一改变传递至蛋白质的细胞内部分，由此启动细胞内的一系列级联事件。

在GPCRs发现的早期人们并不很明确这一蛋白质家族负责了如此多不同的生理过程。直至在19世纪末出现了第一个提示，科学家们在研究肾上腺素效应的时候发现它对身体的不同部位具有不同的效应。它可以导致心率加快、血压增高，但也能降低消化液的活性，使瞳孔扩张。一个观点认为是不同细胞上的受体捕获了肾上腺素分子，或是运送激素进入了细胞或是向内传递信号启动了反应。到20世纪40年代，美国的生物学家Raymond Ahlquist取得了重大的进展，得出结论存在有两种肾上腺素受体，一种引起了平滑肌收缩，另一种刺激了心脏。

如今人们已经知道GPCRs不仅是是最“多才多艺”的蛋白质家族之一，也具有最重要的意义。目前市场上30-50%的药物都是靶向GPCRs的复合物，构成了医学研究最热门的一个领域。“有许多的人为这一领域做出了贡献，而两位诺贝尔奖获得者尤为杰出，获得这一奖励他们实至名归，”范德比尔特大学的结构生物学家Charles "Chuck" Sanders说。

2012诺贝尔化学奖得主

Lefkowitz于上世纪70年代开始对GPCRs的研究工作。通过用放射性碘来标记激素Lefkowitz帮助确定了结合的受体。80年代，新加入的Kobilka接受了从庞大的人类基因组中分离编码β肾上腺素受体基因的挑战，其采用的创造性方式成功地克隆和测序了这些受体的基因。2007年Kobilk研究小组成功地获得了分辨率为3.5埃的受体结构。去年，Kobilk研究小组揭示了更为令人印象深刻的结构：他的研究小组捕捉到β肾上腺素受体的画面，恰逢它由某一种激素激化、向细胞发出“信号”的瞬间。评审委员会说，这一画面，集几十年研究成果为一体，是“分子层面的杰作”。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文索引：

Cell-signalling work nets chemistry Nobel.
Nature | News Richard Van Noorden 10 October 2012

Receptor Scientists Nab Chemistry Nobel
by Robert F. Service on 10 October 2012