華裔學者陳林煙堿受體研究獲重大突破

南加州大學結構生物學家在煙堿（nicotine）受體研究中取得劃時代突破。

煙堿結合神經元后，神經元是怎樣知道發送一個引發煙癮的信號的？除了與良好感覺有關其它的問題外，答案似乎是糖！南加州大學研究人員發現糖的作用如同鉸鏈，在細胞膜上打開一扇大門，讓煙堿抵達的信號進入。詳細內容刊登于電子版《Nature Neuroscience》。

Scripps研究所結構生物學家Raymond Stevens（未參與研究）稱贊這項研究是結構生物學領域和神經細胞信號傳導領域的劃時代成就，除解決物質沉溺外還為研發治療癲癇癥、精神分裂癥和抑郁癥等藥物提供了新靶標。

此次，南加州大學研究人員首次詳細研究了小鼠乙酰膽堿受體（nicotinic acetylcholine receptor ，nAChR）——一種離子通道蛋白。離子通道蛋白使得信號在神經元之間傳遞，這項研究揭示了糖分子在這些蛋白中的重要作用。

研究小組帶頭人、分子和計算生物學教授陳林（Lin Chen，音譯）說該研究填補了信號傳遞領域的一個空白并建立了一個范例。陳林說，關于信號從胞外向胞內傳遞的具體機制一直是一個長期爭論的話題，許多現有理論因為沒有考慮到糖的作用而不完整。

一些研究人員認為化學物質如煙堿，與細胞膜上的離子通道蛋白結合時，蛋白啟動了一個onformational 波，將信號從蛋白體傳遞到細胞膜。但這種波在nAChR中或任何其它的相關蛋白中的分子機制還沒有被研究透徹。相反，陳林小組在研究晶體結構時發現了一種簡單機制，可用于解釋糖分子在粘附受體表面時的重要作用。糖分子將神經遞質結合位點與控制離子通道的膜區域聯系起來，如同一個拉動門開/關的鉸鏈。斷開糖鉸鏈會抑制門的開放。

陳林等還發現受體核心深處有一個水分子。由于蛋白經常含有疏水性物質，幫助穩定結構，所以這項發現有重要意義。水分子能輔助受體改變形狀，以平衡彎曲的鉸鏈。

之前關于nAChR蛋白同源物（homologs）——只結構相似而信號傳遞功能不同的蛋白——是完全疏水的，支持了該理論：隱藏水分子與功能發揮有關。

這項研究還代表了一個蛋白結晶學的精湛技藝，nAChR的同源物研究已經超過受體本身，達到原子級別。

陳林Cell文章敘述免疫重大發現

煙堿（nicotine）是煙草中的主要成分之一，具有很強的毒性。據報道，一支香煙中的尼古丁可毒死10只小白鼠，25支香煙中的尼古丁能毒死一頭牛，40～60毫克尼古丁可使人致死。尼古丁損害腦細胞，使吸煙者出現中樞神經系統癥狀；引起血壓升高、心跳加快，甚至造成心律不齊、誘發心臟病；引起胃痛及其它胃病；損害支氣管粘膜，引發慢性支氣管炎；還有致癌作用等。