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神经生长因子(NGF)是第一个也是最为人们熟知的神经营养因子(NT),它的功能包括影响中枢神经系统,促进神经细胞轴突的生长,决定神经细胞的分化等。我从中华眼镜蛇中纯化出蛇毒NGF,并且利用分子置换法解析了它的晶体结构。我们意外地在sNGF二体中间发现一段多余的连续电子密度。根据这段电子密度,我们推测它应该是脂类分子配体,并且应该是脂溶性的。随后我们分别从粗蛇毒以及纯化后的蛇毒NGF中抽提纯化出该配体分子:通过结合多级质谱与精细质谱的结果,我们鉴定出该分子为天然神经酰胺(22:1)。
神经酰胺(Cer)是哺育动物细胞膜的核心组成部分,它也能调节细胞的生长、分化以及凋亡。虽然Cer在胞外已有发现,但是没有任何细胞膜上的受体被鉴定。为了进一步的研究Cer的连接特异性,我们也解析了小鼠NGF与神经酰胺NBD荧光衍生物的复合物晶体结构。这两种复合物的结构比较揭示了一种类似的结合模式,同时这种结合模式在细节上也有一些的差异;与其他类的鞘脂类蛋白复合物的结构比较显示,Cer与靶蛋白之间的结合具有更高的专一性与特殊性。同时,Cer与NGF之间直接的结合,暗示着Cer这种脂类第二信使分子可能具有新的功能以及NGF信号通路可能存在一种新的调节方式。通过对整个NT家族晶体结构的比较,我们也进一步认为:与神经酰胺的结合,可能是NT家族成员固有的性质与一种普遍的调控方式。
Natrin是另一种从中华眼镜蛇蛇毒中纯化出来的蛋白,我结晶并通过分子置换法解析了它的结构。从序列上说,它属于富含半胱氨酸的分泌蛋白3亚家族(CRISP3),该家族分布广泛,为单链蛋白。我们的电生理试验(膜片钳)表明:natrin能够阻断Kv1型的钾离子通道。进一步的结构模拟揭示natrin与Kv1.3的结合是一种不同于先前报道的“功能二体”与“碱性环”模型的结合方式。另一方面,平衡密度梯度与免疫共沉淀试验显示natrin与RyR/钙离子释放通道也具有相互作用。总体来说,结合其它的报道,我们认为:natrin是多种离子通道的阻断剂,包括BKca钾离子通道、Kv1型钾离子通道以及RyR钙离子释放通道等。
雄性激素受体是一种配体诱导的胆固醇类受体,它调节雄性激素的作用、决定男性的性征以及促进精子发生等等。由于雄性激素在男性发育过程中的重要作用,固醇类雄性激素激动剂(agonist)已经在临床使用多年,然而,由于潜在的副作用与不能口服用药,其使用还有诸多限制。1,2-二氢-6-N,N-二(2,2,2-三氟乙基)氨基-4-三氟乙基-2-喹啉(LGD2226)是一种新型可口服的组织特异性的雄性激素受体调控剂(SARMs)。我们解析了ARLBD-LGD2226复合物2.1A的晶体结构,并且比较了它与ARLBD-R1881复合物的结构。从而,我们确定了LGD2226与ARLBD结合的核心氢键,并且认为三氟乙基基团的位阻效应是影响它与ARLBD特异性结合的重要因素,这将有助于进一步研究LGD2226在体内的作用与开发更好更有效的SARMs药物。