科研喜讯 | 医学院叶德全教授课题组揭示病毒GPCR的自活化机理
卡波西肉瘤(Kaposi’s Sarcoma)是一种癌症,多见于免疫功能低下人群如AIDS患者,通常在面部及手臂皮肤、口腔、淋巴结或其他器官中形成紫色肿块,系因毛细血管及淋巴管内皮细胞被人类疱疹病毒 8(HHV-8)感染所引起。上世纪末,Arvanitakis和Bais等学者在《自然》期刊发文报道HHV-8携带一个G蛋白偶联受体基因,所表达的KSHV-GPCR可在宿主细胞中自活化并引起卡波西肉瘤¹’²。
在10月8日线上出版的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上,医学院叶德全教授课题组与巴塞罗那自治大学Leonardo Pardo教授课题组合作发表了KSHV-GPCR的冷冻电镜结构³,显示该受体自活化系由第二胞外环折返与结合口袋相互作用而引起(下图A, B)。此外还解析了趋化因子CXCL1 (Growth-regulated oncogene alpha) 与该受体结合的首个冷冻电镜结构(下图C, D),较为完整地展示了该趋化因子与GPCR结合时通过接触受体N端(E, F),进而引导趋化因子插入跨膜结合口袋(G, H)并活化受体的结构变化。
本项研究从结构生物学角度证实了KSHV-GPCR既可自活化也可与CXCL1结合后引起受体高度活化。之前研究结果表明CXCL1是趋化因子受体CXCR2的主要配体,而本项研究的结果支持HHV-8从人宿主细胞中攫取CXCR2或同源趋化因子受体的基因、其后在病毒中变异成为自活化表型的假说。因此,该研究对于了解疱疹病毒编码GPCR的活化机理及功能演化具有一定的意义。
叶德全教授课题组博士后刘爱军、博士生刘烨州与Pardo教授课题组博士后Claudia del Torrent Masachs为共同第一作者,医学院本科生张维珈亦参与完成部分实验。本课题得到科比尔卡研究院及冷冻电镜中心的支持以及国家自然科学基金等外部经费的资助。
参考文献
1. Arvanitakis L, et al. Human herpesvirus KSHV encodes a constitutively active G-protein-coupled receptor linked to cell proliferation. Nature. 1997 Jan 23;385(6614):347-50. doi: 10.1038/385347a0. PMID: 9002520.
2. Bais C, et al. G-protein-coupled receptor of Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus is a viral oncogene and angiogenesis activator. Nature. 1998 Jan 1;391(6662):86-9. doi: 10.1038/34193. Erratum in: Nature 1998 Mar 12;392(6672):210. Gerhengorn MC [corrected to Gershengorn MC]. PMID: 9422510.
3. Liu A, et al. Structural insights into KSHV-GPCR constitutive activation and CXCL1 chemokine recognition. Proc Natl Acad Sci U S A. 2024 Oct 15;121(42):e2403217121. doi: 10.1073/pnas.2403217121. Epub 2024 Oct 8. PMID: 39378089.
叶德全教授
Prof. Richard YE
医学院副院长(科研与创新/生物医学)
校长讲座教授
叶德全教授1982年本科毕业于上海第二医学院,并于1988年获美国圣路易斯华盛顿大学博士学位。自1989年起先后在Scripps研究所及伊利诺伊大学医学院担任助理教授、副教授、教授,其主要研究方向包括G蛋白偶联受体的信号转导及在固有免疫细胞中的作用,炎症机制和病理模型及抗炎药物靶标的发现。先后与强生、诺华、GSK等公司开展研发合作,作为第一发明人获批美国专利2项、中国专利2项,共同发明人专利2项。发表SCI学术论文230篇,被引2万多次。于2010年起担任上海交通大学讲席教授、药学院院长;2015年1月至2019年1月任澳门大学讲座教授;2019年2月加入香港中文大学(深圳),创建生命与健康科学学院;2020年创建福田生物医药创新研发中心。多次入选科睿唯安高被引学者、斯坦福大学全球前2%顶尖科学家,以及入选爱思唯尔2022年中国高被引科学家等。