NatureCommunications：人血管活性腸肽受體1新突破

　　8月17日，中國科學院上海藥物研究所研究員蔣軼、徐華強團隊聯合浙江大學醫學院研究員張巖團隊，在人血管活性腸肽受體1（VIP1R）研究領域取得重要進展，首次解析了VIP1R與多肽配體PACAP27和Gs蛋白復合物的冷凍電鏡結構。該研究論文在線發表于《自然-通訊》（Nature Communications）。

　　人血管活性腸肽受體1（VIPR1R）是B類GPCR成員，廣泛分布于中樞神經系統的大腦皮質和下丘腦。在生物體內，VIP1R在心臟節律、學習、記憶、焦慮以及機體對應激和腦損傷應答等方面發揮著重要調節作用。開發靶向VIP1R的多肽和小分子藥物對睡眠紊亂、中風、神經退行性疾病以及和老齡化相關的記憶損傷等疾病的治療具有積極作用。

　　VIP1R受體與下游Gs效應蛋白組裝效率相對較低，導致復合物穩定性差和構象不均一等問題，為該受體復合物的結構解析帶來了諸多技術難題。傳統NanoBiT方法基于蛋白質構象互補的原理，利用大片段（LgBiT）和小片段（SmBiT）互補結合為完整且具有活性的熒光素酶，從而實現蛋白質間互作的檢測。受到該系統啟發，研究團隊開創性地利用與LgBiT具有更強親和力的SmBiT突變體HiBiT，通過分別將LgBiT和HiBiT與VIP1R和Gs蛋白連接，增加局部的復合物組分濃度，提高了復合物的組裝效率和樣品穩定性，最終獲得了穩定的VIP1R復合物用于結構研究。

　　利用單顆粒冷凍電鏡重構技術，研究人員首次解析了VIP1R結合PACAP27和Gs蛋白復合物的高分辨率結構。通過對比其他B類GPCR成員的多肽結合口袋，研究發現VIP1R具有相對較小的胞內多肽配體結合口袋，并進一步明確了PACAP27多肽結合VIP1R的結構細節，從結構和功能層面確證了多肽氨基末端殘基對VIP1R結合和激活的關鍵作用；通過比對VIP1R的同亞家族受體垂體腺苷酸環化酶激活多肽受體I（PAC1R）與PACAP38復合物的結構，研究人員對PACAP配體識別該亞家族受體的特性進行了對比分析。相對PAC1R，內源性配體VIP對VIP1R顯示出更高的選擇性，研究也對該VIP的受體選擇性提供了潛在的結構學解釋；最后，研究人員闡明了VIP1R受體激活和G蛋白偶聯的機制，以及該機制相較其他B類GPCR成員的異同等。該項研究為理解多肽受體識別并激活VIP1R的分子機制提供了結構基礎，拓展了對整個B類GPCR家族配體識別和信號轉導機理的認識，也為以VIP1R為靶點的多肽和小分子藥物開發提供了結構模型。

　　中科院上海藥物所博士生段佳、浙江大學基礎醫學院博士生沈丹丹、美國溫安洛研究所Edward Zhou和浙江大學基礎醫學院畢鵬是本論文的共同第一作者；蔣軼、徐華強和張巖為本論文的共同通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學基金委、科技部、上海市科委和中科院戰略性先導科技專項等的支持。

人血管活性腸肽受體1的冷凍電鏡結構解析：a為NanoBiT策略；b為PACAP27-VIP1R-Gs復合物冷凍電鏡密度圖；c為PACAP27與VIP1R受體結合細節示意圖