利用构象稳定的GPCR变体进行细胞外纳米体筛选

《Proceedings of the National Academy of Sciences》：Extracellular nanobody screening using conformationally stable GPCR variants

GPCR稳定化与纳米抗体筛选技术显著提升药物开发效率，通过融合蛋白设计成功锁定M1受体激活构象并验证策略普适性，筛选出特异性识别不同构象的纳米抗体，为靶向GPCR功能态治疗药物研发提供新工具。

重要性

我们提出了一种通用策略，用于将G蛋白偶联受体（GPCRs）稳定在特定的构象状态中，从而克服了这些受体固有动态特性所带来的挑战。通过从头设计融合蛋白以将M1胆碱能受体锁定在其活性构象中，并筛选针对不同构象状态的合成纳米抗体库，我们找到了具有构象特异性的结合剂。这一平台能够精确地靶向GPCRs的功能状态，加速选择性治疗药物的发现，为GPCRs药物开发带来了变革潜力。

摘要

G蛋白偶联受体（GPCRs）是重要的药物靶点，吸引了大量药物筛选研究。基于结合的GPCRs配体筛选方法通常需要构象稳定且纯化的受体。然而，由于这些受体具有固有的动态特性，要获得大量处于稳定状态的GPCRs（尤其是那些细胞外配体结合位点未被占据且处于活性构象的受体）仍然具有挑战性。为了解决这一难题，我们提出了一种通用方法来稳定GPCRs的特定构象。以M1胆碱能乙酰胆碱受体（M1R）为模型，我们通过从头设计融合蛋白成功将其稳定在活性构象中，并通过将其应用于其他GPCRs进一步证明了该策略的普适性。我们使用合成的酵母展示纳米抗体库对稳定后的活性态M1R以及之前报道的非活性态M1R进行了筛选，识别出几种能够特异性识别这两种构象的纳米抗体。该方法不仅有助于将GPCRs稳定在所需状态，还为开发更具选择性的治疗剂提供了宝贵工具，提高了药物发现的效率和特异性。