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“冷冻电镜解析小鼠嗅觉卵白三元复合物结构”获选2023年中国十大科技进展新闻

2024-01-22 分享

2024年1月11日,中国科学院院士和中国工程院院士投票评选2023年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻。生命科学领域,应用冷冻电镜解析的小鼠TAAR9受体在4种差别配体结合条件下与Gs/Golf(嗅觉特异性Gα)卵白三聚体复合物的结构的事情获得院士们的一致认可。


科学家剖析嗅觉感知分子机制



大大都动物(包括人类)均拥有一套主嗅觉系统来识别挥发性的气味分子。大宗的嗅觉受体通过“组合编码”的气味识别方法,资助动物识别数以万亿计的气味分子。嗅觉受体可以分为三个家族,第I类是气味受体(OR)家族,第II类是痕量胺相关受体(TAAR)家族,OR和TAAR都属于A类G卵白偶联受体(GPCR)家族,第III类是非GPCR嗅觉受体。

 

山东大学孙金鹏教授团队和上海交通大学医学院李乾研究员团队相助,应用冷冻电镜技术解析了TAAR家族成员之一的小鼠TAAR9(mTAAR9)受体在4种差别配体结合条件下与Gs/Golf(嗅觉特异性Gα)卵白三聚体复合物的结构,进一步结合药理学剖析揭示了mTAAR9感知配体后被激活的分子机制。同时,该研究也提出了嗅觉受体“组合编码”识别配体的结构机制,剖析了II类嗅觉受体奇特的激活方法。

 

该研究阐释了II类特异嗅觉受体感知气味的分子机制,为嗅觉受体家族识别配体涤讪了理论基础,对开发靶向嗅觉受体的新药也有重要意义。相关研究结果5月24日宣布于《自然》。




该项事情是唯一一条生命科学及生物医药相关领域入选的科技新闻,其科研结果被该领域专家评价为嗅觉受体的结构、配体识别、药理和激活机制领域的涤讪之作,对开发靶向嗅觉受体的新药也有重要参考价值。别的,由于嗅觉受体在许多非嗅觉系统甚至非神经组织中表达,该项研究也有助于探索对嗅觉受体在其它系统的功效。

 

该篇科技新闻的入选,证明了国家在生命科学与生物医药领域的重视,也展现了卵白质结构在生命科学及生物医药领域研究中的重要性。卵白质是生物体中重要的功效分子,其结构决定了其功效和相互作用方法。了解卵白质的结构关于揭示其生物学功效、疾病机制以及药物研发具有要害意义。而2013年冷冻电镜为结构解析领域带来了革命性的突破,解决了古板X射线、古板晶体学恒久无法解决的许多重要大型复合体及膜卵白的原子区分率结构,成为科研界的热点研究偏向。

 


01 什么是冷冻电镜技术


冷冻电镜单颗粒技术利用电子散射机制,通过低温冷冻而大大降低了高能电子束对分子结构的损伤,此后通过将散射信号转换为数以万计的单颗粒图像并依此进行三维结构重构。近年来,冷冻电镜的技术手段被不绝提升,能够确定的区分率也越来越高,实现了生物大分子的近原子级区分率。冷冻电镜单颗粒法已经成为了解析种种卵白分子结构的通例手段,与X射线晶体衍射配合组成了高区分率结构生物学的基础。

 


02 am8亚美冷冻电镜平台


am8亚美拥有样品初筛所需的快速冷冻机械人Vitrobot和200KV冷冻透射电镜,可以迅速对客户的需求进行评估并反响。同时我司与海内外多家知名机构深度相助,可提供富足的300KV冷冻电镜商业机时。

 

l技术优势

?样品无需结晶;

?接近天然的水合状态下解析;

?样品消耗量少少(1-2mg);

?适用于分子量大的卵白,如膜卵白、大型卵白复合物

 

l效劳优势

?专业团队:具有多学科专业知识的冷冻电镜专家团队;

?快速交付:1-2个月完成项目,快速提供优质效劳;

?性价比高:本钱低,差别价格配套效劳

 


03 案例分享——G卵白偶联受体 (GPCR) - GCGR


lGlucagon-GCGR-Gs-Nb35




Glucagon-GCGR-Gs-Nb35

区分率:3.7?


lGlucagon-GCGR-Gi1-Scfv16


Glucagon-GCGR-Gi1-Scfv16

区分率:3.9?



04 结构解析其他技术手段


lX射线衍射

X射线衍射是测定晶体结构的古板手段,通常可以解析尺寸大于10?m的晶体。

除自拥有XRD设备外,am8亚美与多家同步辐射、液态金属靶X射线衍射仪的机构相助,为客户提供实时的商业化测试效劳。

lMicroED--微晶电子衍射

MicroED是基于冷冻电镜生长出的前沿技术,其原理与X射线衍射类似,差别的是MicroED的入射光束为高能电子,与晶体作用更强。MicroED可解析纳米级别的晶体,减小对晶体纯度和尺寸的要求,大大缩短解析历程。

作为海内首家商业化的MicroED技术效劳商,am8亚美拥有富厚的经验和强大的技术配景,为客户提供高质量效劳。



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