受体

人肾上腺素受体是G蛋白偶联受体，是重要的药物靶标。目前已知肾上腺素受体有三类（α1, α2和β）九种亚型（α1A, α1B, α1D, α2A, α2B, α2C, β1, β2和β3）。2007年，β2肾上腺素受体的非激活这是第一个人源G蛋白偶联受体的晶体结构，是G蛋白偶联受体结构解析的重大突破。2011年，β2肾上腺素受体和G蛋白的复合物结构获得解析，该工作获得了2012年诺贝尔化学奖。这些结构的解析极大地推动了人们对G蛋白偶联受体（特别是β肾上腺素受体）机理的理解。然而，三类肾上腺素受体偶联的G蛋白不同：α1, α2和β类分别偶联Gq、Gi和Gs。通过序列比对，也可以发现三类受体的配体结合口袋也有明显区别。对肾上腺素受体下游信号选择的多样性以及配体的亚型选择性的理解，一直受制于缺乏α类受体的三维精细结构。2019年12月3日，上海科技大学赵素文和钟桂生课题组在Cell Reports上共同发表两篇论文，报道了两个α类受体的三个晶体结构，阐释了肾上腺素受体多样性和配体特异性的机理。在“Structural Basis of the Diversity of Adrenergic Receptors”一文中，作者通过解析α2A受体与部分激动剂和抑制剂的复合物结构，辅助细胞信号实验和计算生物学，分析阐明了在肾上腺素受体家族中序列多样性是如何导致功能多样性的。α2A受体的两个结构整体非常相似，而配体结合口袋的多个残基（包括在肾上腺素受体中不保守的F4127.39）则发生了剧烈的构象变化。通过观察结构和突变实验，研究人员解释了影响配体选择性的重要氨基酸F4127.39的功能：F4127.39是配体结构口袋的“盖子”，它与口袋中的另外三个芳香氨基酸一起形成了一个芳香笼来结合配体中的正电基团，使配体结合时空间和能量效应俱佳。突变F4127.39会使α2A受体的完全激动剂和部分激动剂均丧失效力。α2A受体具有双重药理学效应：激动剂浓度较低时，α2A受体主要和Gi偶联；激动剂浓度较高时，与GS的偶联占据更主导的地位。相应地，在临床中，α2A受体部分激动剂的效果比完全激动剂要好，如用于降压的可乐定(Clonidine)和用于ICU镇静（在我国也广泛用于手术麻醉）的右美托咪定(Dexmedetomidine)都是α2A受体的部分激动剂。为了更好地理解α2A受体的部分激活性(partialagonism)，研究人员对多个已知的α2A受体完全激动剂和部分激动剂进行了分子对接，他们发现可以用配体与Y3946.55形成氢键与否，来区分α2A受体的部分激动剂和完全激动剂。作者还发现了三个氨基酸（Y3946.55，I13934.51和K14434.56，第一个位于配体结合口袋，后两个位于G蛋白结合口袋）对α2A受体的G蛋白选择性具有重要作用。精心设计的三个突变体Y3946.55N，I13934.51A和K14434.56A，在细胞信号实验中对部分激动剂的刺激均表现出Gi通路的偏好性，而Gs通路的活性遭到削弱甚至完全被抑制。图1：α2A受体中对配体结合（紫色）和G蛋白通路偏好性（红色）起关键作用的残基而在“Molecular mechanism for ligand recognition and subtype selectivity of α2C adrenergic receptor”文章中，作者展示了α2C受体的三维结构，并通过分子对接、功能实验等手段揭示了α2亚型受体的结构特异性，为相关药物研发提供了分子基础。通过将α2C受体与α2A受体的结构进行对比和巧妙的嵌合体设计，作者发现α2C与α2A的结构主要差异存在于胞外域。在α2C受体口袋边沿，D206ECL2-R409ECL3-Y4056.58形成氢键-盐桥互作网络，特异地影响了α2C受体选择性拮抗剂JP1302和OPC-28326的作用。而在α2A受体口袋上方，由Y98ECL1、R187ECL2、E189ECL2和R4057.32形成的互作网络直接遮盖了部分入口，使得JP1302和OPC-28326这些较大的分子可能被阻挡在外。细胞信号实验结果也显示，破坏Y98ECL1-R187ECL2-E189ECL2-R4057.32互作网络并添加D206ECL2-R409ECL3-Y4056.58相互作用得到的α2A嵌合体对JP1302和OPC-28326有着很好响应。图2：α2CAR-RS79948复合物的结构和决定α2肾上腺素受体亚型选择性的胞外域这两篇文章很好地阐述了肾上腺素受体的多样性和α2受体的配体选择性，为基于精细三维结构的下一代α2受体药物开发奠定了基础。在这两篇论文中，均使用珀金埃尔默的EnVision微孔板检测仪对GPCR的cAMP实验进行定量测定。同时，在α2受体的配体结合实验中，珀金埃尔默提供了从放射性受体拮抗剂、耗材(UniFilter GF/B)到放射性微孔板检测仪MicroBeta的整体解决方案。珀金埃尔默为中国科学家药物研发加油助力。扫描下方二维码，或点击文末“阅读原文”，即可查看论文原文。

导 语社会各界对“瘦肉精”食品安全问题的关注，促使了β2-受体激动剂的检测技术得到了飞速发展，从而有效遏止了β2-受体激动剂在动物养殖中的非法使用。而α2-受体激动剂作为一种新型的具有促进生长及提高瘦肉率作用的药物也在逐步引起关注，且在饲料行业中已有非法添加使用的趋势。早在2010年，农业部1519号公告已明确把可乐定、赛庚啶等列入了农业部《禁止在饲料和动物饮水中使用的物质》清单。 什么是α2-受体激动剂 α2-受体受体激动剂对α2受体具有特异亲和性，主要用于治疗人类的高血压症。有研究表明，在饲料中添加0.5 mg/kg可乐定，能显著提高猪的瘦肉率，改善猪胴体组成，其它α2-受体激动剂也具有类似的作用。《GB 31650-2019 食品中兽药最大残留限量》规定，仅赛拉嗪可用于非产奶期的牛、马等动物，其他α2-受体激动剂均禁止用于畜禽养殖，且不得检出。《GB 31660.6-2019 动物性食品中5种α2-受体激动剂残留量的测定 液相色谱-串联质谱法》食品安全国家标准，提供了替扎尼定、赛拉嗪、溴莫尼定、安普乐定和可乐定在猪、鸡肌肉及内脏中残留检测方法，该标准已于2020年4月1日正式实施。 岛津解决方案 实验部分 检测仪器本实验使用超高效液相色谱仪LC-40与三重四极杆质谱仪LCMS-8050联用系统。 前处理方法参照《GB 31660.6-2019 动物性食品中5种α2-受体激动剂残留量的测定 液相色谱-串联质谱法》标准，猪肉样品经用碳酸钠缓冲溶液、乙酸乙酯提取，SHIMSEN Styra MCX (岛津实验器材有限公司，P/N:380-00853-01)固相萃取柱净化，液相色谱-串联质谱测定，外标法定量。 主要方法参数色谱柱：Shim-pack Velox C18（100 mm×2.1 mm I.D.., 1.8 μm, Shimadzu SGLC, P/N: 227-32010-04）流动相：A相-0.2%甲酸水溶液，B相-乙腈洗脱方式：梯度洗脱离子化模式：ESI(+) 分析结果 标准品色谱图5种α2-受体激动剂的标准品色谱图如下图所示。0.5 μg/L 标准样品色谱图（1替扎尼定，2赛拉嗪，3溴莫尼定，4安普乐定，5可乐定） 回收率考察在空白猪肉中添加标准溶液，加标浓度为2 μg/kg，平行测定3次，替扎尼定、赛拉嗪、溴莫尼定、安普乐定和可乐定回收率均在69.6%～91.8%之间，回收率完全满足标准要求。 实际样品分析某市售猪肉样品中分析结果如下图所示，未检出α2-受体激动剂残留。猪肉样品色谱图 小结使用岛津超高效液相色谱-三重四极杆质谱仪LCMS-8050联用系统，参考GB 31660.6-2019食品安全国家标准，建立了猪肉中替扎尼定等5种α2-受体激动剂测定方法，该方法灵敏度高，分析时间短，结果准确，可用于猪肉中α2-受体激动剂的快速检测。 岛津超快速三重四极杆液质联用仪

白细胞介素- 1（interlenkin 1，1L-1）的间接作用，可使内毒素引起机体发热。本篇文章介绍IL-1的受体分泌及调节介绍。IL-1的受体有两种：IL-1RⅠ和IL-1R Ⅱ。三种IL-1都能与受体结合，IL-1Ra与受体结合后不引发信号转导效应，但可抑制IL-1α和IL-1β同受体结合。上述两种受体常常表达在同一细胞中，但不同的细胞仅优势表达某一种受体。IL-1RⅠ是相对分子质量为80000的糖蛋白，人的基因位于2号染色体长臂上。主要表达在内皮细胞、平滑肌细胞、T细胞，肝细胞、成纤维细胞、角质细胞和表皮树突状细胞等。IL-1RⅠ高度糖基化，阻止糖基化会降低其生物学活性。IL-1R Ⅰ的胞质内肽链较长，并参与信号转导，与Toll受体的胞质区显著同源，故称为Toll/白细胞介素同源区域（Toll /in-terleukin-1 homologous region，TIR），缺乏酪氨酸激酶的活性。人IL-1R Ⅰ mRNA约5kb，编码569个氨基酸残基，细胞外320个氨基酸残基构成3个免疫球蛋白样功能域，跨膜区有19个氨基酸残基，其余230个氨基酸残基在胞质内。IL-1受体辅助蛋白（interleukin-1 receptor accessory protein，IL-1RAcP）其胞外和胞质结构域与IL-1RⅠ具有同源性，IL-1与IL-1RⅠ结合亲和力较低，可使构象发生改变，并被IL-1RAcP识别，参与受体复合物的形成，能够增强其亲和力，使之发挥生物学效应。IL-1RⅡ主要表达在B细胞、单核细胞和中性粒细胞中。IL-1R Ⅱ的 mRNA约1803bp，编码386个氨基酸残基，是相对分子质量为68000的糖蛋白。该蛋白质含有5个糖基化位点，经过N-糖苷酶处理使糖链分解后，相对分子质量为55000。IL-1RⅡ细胞外的332个氨基酸残基构成3个免疫球蛋白样功能域，其胞内只有很短的29个氨基酸残基，没有信号转导功能。用抗IL-1RⅡ抗体不能阻止IL-1的信号转导，用抗IL-1RⅡ抗体能够有效地阻止IL-1的信号转导。IL-1RⅡ是一个诱骗分子，可为IL-1的自身负反馈。将IL-1RⅡ的细胞外部分与IL-1RⅠ的胞质内部分嵌合构建的嵌合受体能够与IL-1结合并能转导信、号效应。可溶性IL-1受体：健康人和某些病理组织液中可检查到IL-1R Ⅰ和 IL-1RⅡ的胞外结构部分为可溶的IL-1受体，但其具体的生物学作用不是很清楚。IL-1的信号转导途径用图9-1表示。