《SCIENCE ADVANCES》：Structural basis for modulation of group III mGlu receptors by transsynaptic interactions
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III组代谢型谷氨酸受体（mGluRs）是调控谷氨酸能突触信号传递强度、稳态和可塑性的关键信号分子。这些受体与含有细胞外富含亮氨酸重复序列和纤连蛋白III型结构域的（ELFN）细胞黏附蛋白发生跨突触相互作用。研究表明，ELFN蛋白在体内对mGluRs活性和定位
III组代谢型谷氨酸受体（mGluRs）是调控谷氨酸能突触信号传递强度、稳态和可塑性的关键信号分子。这些受体与含有细胞外富含亮氨酸重复序列和纤连蛋白III型结构域的（ELFN）细胞黏附蛋白发生跨突触相互作用。研究表明，ELFN蛋白在体内对mGluRs活性和定位的调控中发挥关键作用，但其调控相互作用的确切性质仍不清楚。本文中，研究人员展示了ELFN-mGluR复合物的冷冻电镜（cryo-EM）结构。研究人员鉴定了mGluRs上一个特异性ELFN结合口袋，该口袋通过影响正构配体结合位点的残基网络参与其变构调控。研究人员进一步揭示了协同性机制，即mGluR激活增强其与ELFN蛋白的结合，作为调节突触强度的潜在反馈机制。最后，研究人员确定mGluR-ELFN相互作用的破坏是多种神经系统疾病背后的反复出现的机制，并阐明了其结构-功能病因学。
谷氨酸是脑内主要兴奋性神经递质，谷氨酸能突触必须严格控制递质释放。III组代谢型谷氨酸受体（mGluRs）包括mGluR4、mGluR6、mGluR7和mGluR8，是一类主要抑制突触前谷氨酸释放的G蛋白偶联受体（GPCR）。它们通过跨突触相互作用与细胞外富含亮氨酸重复序列和纤连蛋白III型结构域（ELFN）家族黏附蛋白ELFN1和ELFN2结合。已有研究表明ELFN能调节mGluR在突触的稳定性和基础活性，并施加变构调节效应，但复合物的结构组织与功能调节机制长期不明。mGluR7突变会导致GRM7相关疾病，ELFN1变异与自闭症、癫痫等神经发育障碍（NDDs）相关，敲除小鼠也出现类似表型。研究人员因此利用冷冻电镜解析mGluR7-ELFN2复合物结构，并结合功能实验阐明变构调节和疾病机制。该研究发表于《SCIENCE ADVANCES》，意义在于首次提供了mGluR-ELFN复合物的结构基础，揭示了跨突触黏附分子对GPCR的变构调控机制，并证明mGluR-ELFN相互作用破坏是多种NDDs的共同结构-功能性病因。
关键技术包括：将重组人mGluR7重构入天然纳米盘并与可溶性ecto-ELFN2组装，进行cryo-EM三维重构（分辨率4.6 ?）；定点突变结合pull-down/免疫共沉淀分析界面残基与糖基化；BRET法检测G蛋白激活；流式细胞术检测ELFN结合亲和力；smFRET监测mGluR4构象动态；MD模拟和3D变异性分析；小鼠脑突触体pull-down；分析14个临床mGluR7变体及mGluR6/ELFN1致病变体。样本来源包括HEK293T/17、HEK293S GnTi?细胞和小鼠脑组织。
研究结果：
1. mGluR7-ELFN2复合物的结构
研究人员在MMPIP存在下重构mGluR7-ELFN2复合
