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甲状旁腺激素复合物的近原子图指向骨质疏松症的新疗法

密歇根州GRAND RAPIDS(2019年4月11日) - 一个国际科学家团队绘制了一个分子复合物,可以帮助开发更好的药物,减少骨质疏松症和癌症的副作用。

近原子分辨率图像描绘了甲状旁腺激素受体-1(PTH1R),这是一种向细胞传递信号和从细胞传递信号的分子,与两个关键信使相互作用 - 一种模拟甲状旁腺激素的分子,甲状旁腺激素是最重要的钙水平调节剂之一。身体和刺激性G蛋白,一种介导骨转换的分子。

今天发表在“科学”杂志上的这项研究结果为研究人员提供了一个更好的蓝图,用于设计骨质疏松症和其他疾病(如chachexia)的药物,这会引起严重的虚弱和体重减轻,这对癌症患者来说可能是致命的。

在全球范围内,超过2亿人患有骨质疏松症,甚至更多人骨密度低。在未来几年,公共卫生专家预计这些数字会上升,部分原因是人口老龄化。他们还担心骨质疏松症相关骨折的增加是由于因罕见副作用引起关注而服用现有药物的人较少。

“自80年前发现甲状旁腺激素以来,对所有这些分子如何配合在一起的理解一直是一个缺失的部分,”H. Eric Xu博士说。,Van Andel研究所(VARI)教授,该研究的共同作者。“这是向前迈出的一大步,我们希望有朝一日能帮助世界各地的人们。”

PTH1R是细胞与其环境之间的分子通讯管道,促进骨骼,皮肤和软骨的发育,并调节血液中钙的水平。为此,它与分子信使如甲状旁腺激素相互作用,确保血液中含有适量的钙以维持健康的功能。

然而,过多的甲状旁腺激素会对身体造成严重破坏,使血液中的钙含量达到危险水平,促进肾结石的形成,并从骨骼中浸出钙,这可能导致毁灭性骨折。沼气新陈代谢太少,导致疲劳,体重增加,抑郁和许多其他问题。

今天的研究结果还提供了对G蛋白偶联受体(GPCR)的了解,这是PTH1R所属的信号分子家族。总之,GPCR是目前市场上近30%的药物的目标。

众所周知,使用传统的X射线晶体学方法难以看到GPCR;到目前为止,总共800多个GPCR中只有40个确定了其结构。为了想象今天的结构,该团队使用了一种称为低温电子显微镜(cryo-EM)的突破性技术,该技术能够以前所未有的清晰度对分子进行成像,并且可以更容易地对嵌入细胞膜的GPCR等分子进行成像。

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