【PDB-101】2014年9月 结构生物学亮点：P2Y受体与血栓形成【搬运·翻译】

    G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor, GPCR）与细胞信号转导的很多、很多方面都有关系，这使得这群小蛋白成为了不少临床药物的热门靶点。参与GPCR network的PSI研究员最近报道了P2Y12受体的结构。这个受体在血小板的凝集中起着举足轻重的作用，因而是抗栓药物的重要靶标。一些现有的抗栓药，比如氯吡格雷（波立维），就是通过与这个受体结合而起效的。PSI解析出的新结构将为开发具有更好临床特性的新药提供帮助。

相似中的不同

    就像其他GPCR一样，P2Y12受体（上图结构来自PDB条目4pxz）具有七根标志性的跨膜螺旋。不过，它与它同族们的结构倒也不是没有区别。举个栗子，其他GPCR的第五根螺旋（对应上图中间那根斜着的绿色螺旋）中部存在一处弯折，但P2Y12受体的这根螺旋却又长又直。此外，就如下文即将详细阐述的那样，P2Y12受体的配体结合位点并未暴露在外：数个环结构扣在配体（上图中梅红色）的头上，将结合位点覆盖得严严实实。

蛋白工程乃成功之母

    在尝试解明P2Y12受体结构的过程中，PSI的研究人员们再一次祭出了此前屡试不爽的GPCR结构研究神器。他们对受体进行改造，将一分子细胞色素b562插入受体第五根螺旋与第六根螺旋之间的环中间。这个被插进来的小蛋白就如一个把手，使本来喜欢“打滑”的受体们凭借于它堆叠在一起，结出漂亮的晶体。这张图上的晶体网格当中，一个受体分子以红色高亮显示，与它连接的细胞色素分子以橙色高亮显示。除这些之外，结晶过程还需要一种类似于脂质的去垢剂（绿色），它的作用是把受体的跨膜部分粘在一起。

一开一关，明了简单

    分别来自PDB条目4pxz和4ntj的两个结构展示了P2Y12受体配体结合位点惊人的构象变化。结合的是拮抗剂时，受体上部的构象较为开放，配体结合位点周围的环大都呈无规则状态，说明它们处于运动之中。然而，当结合的是激动剂时，配体结合位点周围的环就会盖在激动剂上，形成一个与外界隔绝的口袋。如想更为细致地探索这两个不同的结构，请前往原网页查看可互动的JSmol文件。

P2Y受体（PDB条目4pxz与4ntj）

    （ATP注：原文作者把这个小标题里第一个PDB号写错了，我这里改了过来。）

    原网页的JSmol界面展示了P2Y12受体的两个结构。当与一个抗栓药分子——也就是阻断受体功能的拮抗剂——结合时，受体的结构比较开放，同时数个参与配体结合的环表现出无规则结构。而与一个带有化学修饰的ADP分子——是个激活受体的激动剂——结合时，受体则将配体包裹起来，与外部隔绝。通过点击原网页界面下方的按钮，你可以比较两个结构的不同，或是改变蛋白的画风。

    17号之后我就要去预先体验大学生活了（预科），本期估计是近期最后一更……开了学之后就鬼知道能什么时候更新了_(:з」∠)_不过无论如何，翻译有趣的科普文章和写有关离子通道的东西是我的个人爱好，我是不可能放弃这块儿的，只是今后频率会低很多……（遥遥无期的）下一期应该会是CXCR4~

    本期主人公P2Y12受体是P2Y受体家族的一员，它们属于A类GPCR，是一群其实底物并不限于嘌呤核苷酸的嘌呤能受体（purinergic receptor）。举些例子，P2Y11的天然配体有ATP和UTP，P2Y6的有UDP和UTP，而P2Y14最有意思，它可以被UDP-葡萄糖激活，就是那个生化书上出现的用来合成糖原的家伙。扯句别的，嘌呤能受体中除了P2Y这一家之外还有两家，三家又被归为两大类，区别在于配体的种类：天然配体是核苷的一类叫P1，更广为人知的叫法是腺苷受体；天然配体是核苷酸的一类叫P2，其中除了P2Y外，还有一家叫P2X的受体。与P2Y不同，P2X不是GPCR，而是一帮ATP门控的阳离子通道，其结构与一家名叫上皮钠通道（epithelial sodium channel, ENaC）的钠通道十分相似，进化渊源可能也较近。跟P2Y们一样，P2X们的职责五花八门，举个例子的话，疼痛感知中就有它们的参与。好了，说回到P2Y受体。本文的主角P2Y12或许是P2Y受体中最出名的成员，因为ADP对血小板聚集的促进作用主要就是由它介导的。刚好，不少恶名昭彰的疾病都与不当的血栓形成有关，P2Y12就顺理成章地成为了多种抗栓药的迫害对象。不过，P2Y12的工作并不止于促进血小板聚集，就算是血小板上的P2Y12也是如此。比如说啊，研究表明，血小板上的P2Y12很可能是一个潜在的促炎因子，其对炎症反应的调控作用至少部分地是通过介导血小板与白细胞间的直接互作产生的。有一项针对过敏性支气管哮喘的研究发现，白三烯LTE4可以促进敏化后的易感小鼠的免疫细胞向肺部聚集，而耗竭血小板或给以氯吡格雷（上文出现过的P2Y12拮抗剂）都能阻止这一过程。更有意思的是，另有一项研究表明，普拉格雷（也是个P2Y12拮抗剂）可以缓解过敏性哮喘患者肺部对刺激性物质的过度反应。看这样子，学界将来迫害P2Y12的兴趣怕是只会有增无减。

    因技术与能力限制，请前往原网页以查看原文中所有超链接以及可互动的JSmol文件。

    强烈推荐去PDB-101官网查看原文，顺便探索一下这个干货满满的科普平台。

作者：David S. Goodsell

原文网址：https://pdb101.rcsb.org/learn/structural-biology-highlights/p2y-receptors-and-blood-clotting

结构生物学亮点文章目录：https://pdb101.rcsb.org/learn/structural-biology-highlights/index

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封面来源：Cattaneo, M. New P2Y12 Inhibitors. Circulation 121, 171-179 (2010). DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.109.853069