《欧洲分子生物学组织杂志》上发表的一项新研究指出了治疗精神和胃肠道疾病的新潜在策略，而目前的药物无法很好地解决这些问题。Bianca Introini 博士和她在 Misha Kudryashev 教授的原位结构生物学实验室的同事已经确定了五聚体血清素门控 5-HT3A 受体(一种细胞膜蛋白)的稳定中间形式。

Kudryashev 表示，研究人员能够识别出这种结构非常了不起，因为组装膜蛋白的中间体非常难以纯化。这种中间体可以作为新的药物靶点。

众所周知，血清素是一种调节神经活动和各种神经心理过程的神经递质。例如，针对血清素受体的药物在精神病学和神经病学中被广泛使用。它们还用于缓解化疗和放疗引起的恶心和呕吐。然而，这些药物往往伴有副作用，限制了它们的使用。

在已知的七种血清素受体中，5-HT3A 是唯一一种离子通道受体——跨膜成孔蛋白，充当守门人，允许选定的离子流过细胞膜。具有 5HT3A 离子通道的细胞存在于脑干和胃肠道中。这些细胞构成回路的一部分，调节食物通过肠道的运动，传递感官信息，并触发呕吐反射。

研究血清素受体的结构

活细胞被膜包围。许多膜含有参与传递信号和运输物质的蛋白质。因此，膜蛋白对于维持细胞健康非常重要，其功能紊乱与许多疾病有关。

膜蛋白可以是多聚体的，即同一分子的多个副本组装成最终的功能结构。多聚体膜蛋白的合成和组装发生在细胞深处，这使得研究该过程的中间体具有挑战性。

多年来，库德里亚舍夫实验室一直在原子层面研究血清素受体离子通道如何响应血清素结合而打开和关闭。为了研究蛋白质的结构，研究小组使用了低温电子显微镜，这是一种利用电子对薄层冷冻蛋白质或细胞进行成像的技术。

不是典型的五个亚基

在研究 5-HT3A 受体的结构时，Introini 博士发现一些分子由四个亚基组成，而不是典型的五个亚基。

“这很奇怪，”Introini 博士说，“因为 Cys 环受体由五个蛋白质亚基组成。”五个亚基通常组装成五聚体复合物。

为了更深入地了解四聚体的功能，研究人员与中国深圳生物医药与生物技术研究院计算机辅助药物发现研究中心的科学家合作。他们利用计算机模拟提出，四聚体是一种中间结构，经过加工可产生最终的五聚体结构。

有趣的是，四聚体有两种不同的形式。Kudryashev 解释说，一种形式带有部分开放的胞外结构域，分子动力学模拟实验显示，该结构域允许插入第五个亚基，这证明四聚体确实代表了一种中间分子。

Kudryashev 表示：“该论文不仅增进了我们对这些蛋白质以及其他多聚体蛋白质在膜中的合成和组装的理解，还提出了一种通过针对这种中间蛋白质来调节细胞中血清素水平的潜在替代策略。”

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