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來源丨山大新媒體工作室、科研大匠

5月24日，山東大學孫金鵬教授團隊和上海交通大學醫(yī)學院李乾研究員團隊合作在Nature在線發(fā)表研究論文“Structural basis of amine odorant perception by a mammal olfactory receptor”，山東大學為第一作者和通訊作者單位。

研究團隊揭示了II類嗅覺受體mTAAR9識別4種內(nèi)源性胺類配體（苯乙胺，二甲基環(huán)己胺，尸胺，亞精胺）并與下游Gas及Gaolf蛋白偶聯(lián)的分子機制和結(jié)構基礎，揭示了嗅覺受體“組合編碼”識別配體的分子機制，闡明了II類嗅覺受體獨特的激活方式，該研究系統(tǒng)地揭示了嗅覺感知的分子機制，為靶向嗅覺受體的藥物開發(fā)提供了理論基礎。

從投稿時間來看，這是人類認識哺乳動物嗅覺識別文章第一篇。

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山東大學高等醫(yī)學研究院研究員郭璐璐、副研究員朱孔凱，山東大學特別資助類博士后程杰、陸燕，碩士研究生連碩和柳群，北京大學博士研究生鄭媛為本文的共同第一作者；山東大學孫金鵬教授、楊帆教授、徐云飛教授，李乾研究員為本論文共同通訊作者。連碩是由山東大學孫金鵬教授和齊魯醫(yī)院徐云飛教授聯(lián)合培養(yǎng)。

孫金鵬教授課題組長期聚焦于微環(huán)境藥理學，系統(tǒng)性研究了膜受體感知微環(huán)境并調(diào)控生理功能的機制，以通訊作者在Nature(x6)，Science(封面)，Cell(封面)，Cell Metab，Nat Chem Biol(x2)，PNAS(x5)，Nat Commu(x6)等知名雜志發(fā)表70余篇。該項研究得到國家重點研發(fā)計劃基金、國家杰出青年科學基金、自然基金委重點基金和山東省重點研發(fā)計劃的支持。

孫金鵬（左）?于曉（右）

值得一提的是，孫金鵬教授妻子于曉教授，兩人不僅同為山東大學教授，還曾多次聯(lián)合發(fā)表科研論文。從2020年7月至今，短短3年不到，這對教授夫妻兩人已聯(lián)合發(fā)表了3篇Nature論文，還有1篇science論文。

嗅覺作為最古老的基本感覺之一，是動物與外界的化學物質(zhì)世界交流與互動的重要基礎。不同的化學物質(zhì)暗示了環(huán)境中的食物、配偶、幼崽和天敵等多種信息，與動物攝食、交配、育嬰、躲避天敵等生存攸關的行為息息相關，因此嗅覺是動物繁衍生存、預警威脅的重要感覺基礎。此外，嗅覺還能調(diào)控情緒，保障正常的社會交往。嗅覺受體通過“組合編碼”的方式來識別氣味分子，使得動物能識別并辨別數(shù)以萬億計的氣味分子。嗅覺受體可以分為三個家族，第I類是氣味受體OR家族，在人類中約有400名成員，第II類是痕量胺相關受體TAAR家族，在魚類中有大量的擴增（例如在斑馬魚中有108名成員）。OR和TAAR都屬于G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）家族；第III類是非GPCR嗅覺受體MS4A家族等。I類和II類嗅覺受體主要是美國Richard Axel和Linda Buck發(fā)現(xiàn)的，相關工作獲得了2004年諾貝爾生理或醫(yī)學獎。自從嗅覺受體家族被發(fā)現(xiàn)后，近三十年的研究使我們對嗅覺受體的表達模式、嗅覺受體的信號通路和嗅覺受體介導的神經(jīng)元投射譜等有了深入理解，然而我們對嗅覺受體和氣味分子的匹配關系知之甚少，同時，嗅覺受體異位表達在心臟和腎臟等非嗅覺組織中并調(diào)控重要的生理功能。綜上，從分子層面解析嗅覺受體如何識別不同配體，對于理解嗅覺感知產(chǎn)生的機制及靶向嗅覺受體的新藥研發(fā)具有重大意義。

本研究具體的新成果包括：發(fā)現(xiàn)了mTAAR9獨特的胞外“篝火”結(jié)構；揭示了TAAR識別胺類氣味分子的通用機制及嗅覺受體“組合編碼”的結(jié)構基礎；闡明了mTAAR9受體激活分子機制并解析了其和Gaolf的偶聯(lián)機制。

圖一不同配體結(jié)合的小鼠嗅覺受體mTAAR9與Gas及Gaolf蛋白三聚體復合物的結(jié)構

綜上，該研究為探索嗅覺受體識別配體的結(jié)構和分子機制開創(chuàng)了新途徑，也促進未來靶向嗅覺受體的藥物候選分子研發(fā)。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06106-4

原創(chuàng)文章，作者：菜菜歐尼醬，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/01/11/f0bd2a6154/

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