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核受体(nuclear receptor，NR)是一类在进化上高度相关，具有共同的结构特征并能够结合特定DNA的转录因子。迄今为止，在人体内已经鉴定了48种核受体。核受体转录因子可以和其他蛋白质及辅激活因子共同行使转录调节功能，上调或下调体内特定功能基因的表达，在糖脂代谢、炎症反应、细胞增殖、凋亡分化过程中起着重要的作用，也与很多疾病密切相关，是多种疾病的治疗靶点。本论文主要采用蛋白晶体学手段，围绕核受体家族的两个成员法尼醇X受体(FXR)和孕烷X受体(PXR)开展研究:一方面对二者与视黄醛X受体α(RXRα)的异二聚体复合物结构进行探索;另一方面对PXR、FXR分别与小分子药物尼莫地平的相互作用进行分析。
目前对核受体结构的研究，主要集中在其单独的配体结合结构域(LBD)上，而对于行使转录调控功能的多结构域全长核受体蛋白，其结构受蛋白表达、纯化和结晶难度的限制，至今只有四个家族成员被解析出来，极大限制了对核受体转录调控模式和规律的深入研究，特别是新作用机制药物的发现。而PXR和FXR作为与糖脂代谢、炎症反应最为密切相关的核受体家族成员，成为了越来越重要的代谢性疾病药物靶点。尤其近年来研究发现，肠道菌群也可以通过调节FXR，进而影响胆汁酸循环和糖脂代谢，从而与肥胖等代谢性疾病相关联，使肠道菌群-FXR轴成为新的研究热点。因此对两者与RXRα异二聚体全长复合物结构的研究，一方面有助于直观地展示核受体蛋白不同结构域之间变构信号传递的方式，另一方面可为进一步针对两类核受体通路开发相关药物提供重要信息。
其次，小分子药物1，4-二氢吡啶类(1，4-DHP)钙离子通道拮抗剂(CCB)作为全球最常用的抗高血压单药治疗药物之一，除了用于治疗高血压外，还可以防止多种化学物质如四氯化物(CCl4)、氯仿等引起的体内肝损伤，但其具体保护机制目前并不清楚。而核受体PXR和FXR作为在肝脏保护中起着重要作用的两种核受体，很有可能作为该类药物的非靶向性受体发挥肝脏保护机制。因此通过晶体学分析揭示该类药物与两种核受体的结合机制，不但能为开发下一代靶向性更强、疗效更好的CCB提供参考，还能为肝保护药物的开发提供一系列潜在的苗头化合物。
综上所述，本文通过结构生物学的相关常规手段，利用大肠杆菌原核表达系统进行了核受体蛋白的异源表达，并通过镍柱亲和层析、离子交换层析和凝胶过滤层析等蛋白纯化方法，制备了两种核受体与RXRα的蛋白复合物，筛选了蛋白晶体的生长条件。另外通过共结晶的方式，获得了两种核受体LBD与1，4-DHP类药物尼莫地平的复合物结构。后续我们将会继续进行两种核受体异二聚体蛋白纯化和结晶条件的探索，并深化对尼莫地平及更多1，4-DHP类药物识别和调节两种核受体的作用机制研究。
目前对核受体结构的研究，主要集中在其单独的配体结合结构域(LBD)上，而对于行使转录调控功能的多结构域全长核受体蛋白，其结构受蛋白表达、纯化和结晶难度的限制，至今只有四个家族成员被解析出来，极大限制了对核受体转录调控模式和规律的深入研究，特别是新作用机制药物的发现。而PXR和FXR作为与糖脂代谢、炎症反应最为密切相关的核受体家族成员，成为了越来越重要的代谢性疾病药物靶点。尤其近年来研究发现，肠道菌群也可以通过调节FXR，进而影响胆汁酸循环和糖脂代谢，从而与肥胖等代谢性疾病相关联，使肠道菌群-FXR轴成为新的研究热点。因此对两者与RXRα异二聚体全长复合物结构的研究，一方面有助于直观地展示核受体蛋白不同结构域之间变构信号传递的方式，另一方面可为进一步针对两类核受体通路开发相关药物提供重要信息。
其次，小分子药物1，4-二氢吡啶类(1，4-DHP)钙离子通道拮抗剂(CCB)作为全球最常用的抗高血压单药治疗药物之一，除了用于治疗高血压外，还可以防止多种化学物质如四氯化物(CCl4)、氯仿等引起的体内肝损伤，但其具体保护机制目前并不清楚。而核受体PXR和FXR作为在肝脏保护中起着重要作用的两种核受体，很有可能作为该类药物的非靶向性受体发挥肝脏保护机制。因此通过晶体学分析揭示该类药物与两种核受体的结合机制，不但能为开发下一代靶向性更强、疗效更好的CCB提供参考，还能为肝保护药物的开发提供一系列潜在的苗头化合物。
综上所述，本文通过结构生物学的相关常规手段，利用大肠杆菌原核表达系统进行了核受体蛋白的异源表达，并通过镍柱亲和层析、离子交换层析和凝胶过滤层析等蛋白纯化方法，制备了两种核受体与RXRα的蛋白复合物，筛选了蛋白晶体的生长条件。另外通过共结晶的方式，获得了两种核受体LBD与1，4-DHP类药物尼莫地平的复合物结构。后续我们将会继续进行两种核受体异二聚体蛋白纯化和结晶条件的探索，并深化对尼莫地平及更多1，4-DHP类药物识别和调节两种核受体的作用机制研究。