10月10日晚获悉，今年诺贝尔化学奖授予两名美国科学家罗伯特·莱夫科维茨和布莱恩·科比尔卡，表彰他们对“G蛋白偶联受体”的研究工作。G蛋白偶联受体对公众或许是个生词，对生物化学和药学家却绝对是个热词。“如今几乎一半的药物与它相关，它还将引导人类发现更多药物”，“它的家族有上千个成员，迄今解析了14个成员的结构”，沪上同行对此津津乐道，他们也是这一研究领域的参与者。

人体“通信兵”分布广

当你兴奋或恐惧时，体内会分泌β-肾上腺素，让你呼吸加快、心跳加速。而β-肾上腺素如何刺激相关细胞，就靠细胞膜上的G蛋白偶联受体来传导。这位“蛋白信使”一旦接收到β-肾上腺素的信号，便立马与细胞内的特定蛋白结合，“通知”细胞们该干什么了，进而引发一连串的生理反应。

1968年起，此次获奖的莱夫科维茨正是通过β-肾上腺素，追踪到这种体内的“通信兵”。而事实上，它们广泛分布于体内各种组织、器官，而且每一种G蛋白偶联受体都只接受一种信号源的“命令”，总共有约1000种。

另一位获奖者科比尔卡，曾于上世纪80年代加入莱夫科维茨的研究团队，他运用创新方法，揭示了与β-肾上腺素相对应的G蛋白偶联受体的结构。

中科院上海药物所研究员吴蓓丽形象地比喻说，这类受体的三维分子结构就像7根“弹簧”扎成一捆，但“弹簧”们的排布位置则是各异的，也是瞬息万变的。“正是受体的不同结构决定了其不同功能，其结构解析难度极大。”

三维结构又竞又合

吴蓓丽是科比尔卡的同行，她去年回国前还是科比尔卡竞争与合作者——斯蒂文斯教授的博士后。“我非常钦佩科比尔卡的开创性工作，同时也为斯蒂文斯略感遗憾。”

2007年，几乎同一个月，两人通过独立研究都解析出了β-肾上腺素受体的三维结构，科比尔卡的论文发表于《自然》，斯蒂文斯的论文则发表于《科学》。此后，斯蒂文斯致力于去发现受体家族内更多成员的不同结构，期间吴蓓丽也加入其实验室，至今他们共确定了8种G蛋白偶联受体成员的结构，甚至比化学奖得主还多。目前，吴蓓丽研究组还在上海继续探索多种受体结构。

而科比尔卡几十年来对β-肾上腺素的受体一直咬住不放，去年他又成功解析了这种受体与细胞内相应蛋白的复合物结构，取得了新的突破。

据悉，斯蒂文斯已作为特聘专家来华，投身上海药物所，与中方合作筹建一家专事于G蛋白偶联受体研究的机构。他表示，很乐于置身中国蓬勃发展的大环境中从事这项研究。

海量筛选更多有效药

作为应用研究者，华东理工大学生物工程学院教授魏东芝评价道：“这次诺贝尔化学奖的相关研究为新药发现打开了一片新天地。”

由于被证明是人体各种生理反应的重要信号通路，G蛋白偶联受体正成为越来越多药物的作用靶点。显然，通过促进受体、抑制受体或维护受体，就能增进、阻断或保持各类不同生理反应，从而改变病理状态。

关键在于找到什么物质能与G蛋白偶联受体的“弹簧捆”发生关系。魏东芝介绍，如果将已知结构的受体作为“标靶”，尝试各种结构的物质能否与其匹配、将其激活，通过海量药物筛选就能觅得理想的候选药。“这种物质可以是来自化学药品的小分子，也可以是蛋白、抗体、疫苗等生物大分子，甚至可以人工修改物质的三维结构，或人工合成一种全新的结构。”

他表示，上千种不同结构的G蛋白偶联受体，即使每种只与几种结构的物质反应，能获取的有效药物也是大量的。“当越来越多的受体结构被揭示，当超级计算机模拟出更多合适的药物结构，人们新药创制能力也将进一步提高。”

（原载于《解放日报》 2012-10-11 03版）