西亚试剂：揭开一个关键神经受体的三维结构

神经元是遍布我们大脑、脊髓和整个神经系统的一种细胞。它们形成复杂的网络，通过化学物质携带的电信号彼此通讯。这些化学物质结合到神经元表面的神经受体上，打开或关闭电信号通路，使得信号在神经元之间传递。

一种叫做5HT3-R的神经受体与化疗诱导的恶心、焦虑以及诸如神经分裂症等各种神经障碍有关。尽管它具有重要的临床价值，由于其复杂性科学家们无法确定它的三维结构，因而一直都不清楚5HT3-R的确切作用方式。

洛桑联邦理工学院的Horst Vogel研究小组，利用X射线晶体学确定了一个代表性的配体门控通道神经受体：3型血清素受体(5HT3-R)的3D结构。这一神经受体识别神经递质血清素，打开跨膜通道使得电信号进入到某些神经元中。研究人员从人类细胞培养物中分离出5HT3受体，最终使其形成晶体。

在获得5HT3-R晶体之前，洛桑联邦理工学院研究小组必须得克服一些挑战。首先，像其他类似的通道神经受体一样，膜嵌入5HT3-R相对较大，因此纯化出足量及高质量的5HT3-R出奇的困难。经过多年辛勤的工作，洛桑联邦理工学院的科学家们成功获得了几毫克的5HT3-R，但采用传统的方法仍然不够用于形成晶体。

此外，晶体的质量也仍然不够高。为了解决这一问题，Vogel研究小组利用了一些纳米抗体(nanobod)。这些抗体是从注射了纯化5HT3-R的骆驼(llamas)处获得。从大的分离纳米抗体库中，他们找到了一种特殊的抗体能够与5HT3-R形成稳定的复合物，这种复合物最终生成了极高质量的晶体。

这之后的过程很简单：研究人员利用X射线晶体学解析了这些晶体，以前所未有3.5埃的分辨率揭示出了5HT3-R的3D结构。生成的3D图像表明，子弹形状的5HT3受体具有5个亚基，它们对称排列围绕着中心的充水通道。这一横穿神经元细胞膜的通道采用了两种状态：封闭的、不导电的状态;以及在结合神经递质之后开放的、导电状态，使得电荷能够流入及流出神经元产生电信号。

Horst Vogel说：“我们现在阐明了在神经元传递中起重要作用的一个受体的分子解剖学。这是配体门控通道家族受体的第一个3D结构，有可能为揭示该家族中的其他受体提供了一张蓝图。接下来，我们必须提高结构的分辨率，这有可能为我们提供一些信息，了解如何设计出一些影响这一神经受体功能的新药。”

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