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力学信号如何“欺骗”受体:Nature Communications揭示GABAB受体的非配体激活机制

2026-04-11 20:18 M. A. B. et al. Nature Communications 阅读 0
核心摘要: 本研究揭示了GABAB受体在缺乏神经递质GABA的情况下,能够通过机械力诱导发生构象改变并被激活。研究团队利用单分子荧光共振能量转移(smFRET)技术,精确捕捉到了受体在机械张力下的动态变化。这一发现不仅挑战了传统G蛋白偶联受体(GPCR)仅依赖配体激活的范式,还为理解机械力在神经信号传导及相关疾病中的病理生理作用提供了全新的分子机制视角。

G蛋白偶联受体(GPCR)作为细胞膜上最庞大的受体家族,其激活机制通常被认为高度依赖于特定配体的结合。然而,近期发表在《Nature Communications》上的一项研究打破了这一传统认知。研究人员发现,GABAB受体(GABABR)不仅能被神经递质GABA激活,还能在完全缺乏配体的情况下,通过机械力直接诱导发生构象改变并实现功能性激活。

GABAB受体是一种典型的异源二聚体GPCR,在抑制性神经传递中发挥核心作用。为了探究机械力对该受体的影响,研究团队采用了先进的单分子荧光共振能量转移(smFRET)技术。通过对受体亚基进行特异性荧光标记,科研人员能够实时监测受体在不同机械张力下的结构动态。实验数据清晰地显示,当受体感受到膜张力变化时,其胞外结构域(ECD)会发生类似于配体结合后的构象重排,进而将信号传递至胞内的G蛋白偶联位点。

研究进一步指出,这种“力学激活”机制并非随机的结构波动,而是一种高度协同的变构过程。在缺乏GABA的情况下,机械力能够降低受体从非活性状态向活性状态转换的能垒。这一发现具有深远的生物学意义:它暗示了神经元在生理或病理状态下(如细胞肿胀、神经元迁移或突触重塑),即便在神经递质浓度较低的环境中,仍可能通过机械力信号维持受体的活性,从而调节神经元的兴奋性。

该研究不仅拓展了我们对GPCR激活机制的理解,还为开发针对GABAB受体的机械敏感性药物提供了理论基础。未来,通过调控受体对机械力的敏感度,或许能为癫痫、焦虑症及慢性疼痛等神经系统疾病提供全新的治疗策略。


Journal Reference: GABA-independent activation of GABAB receptor by mechanical forces. Nature Communications.  Author: M. A. B. et al.

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