来点评：专家解读人源 5-HT 转运体 X 射线晶体衍射蛋白结构与 SSRI 作用机制研究
本期《快来点评》我们邀请了北京大学第六医院宋玉清主任和北京回龙观医院尚兰主任来点评一项揭示人类5-射线晶体衍射蛋白结构的研究HT 转运蛋白和 SSRIs 的作用机制。 。
5-HT转运蛋白（SERT）是一种对5-HT具有高亲和力的跨膜转运蛋白。它广泛存在于大脑边缘系统、胃肠道的嗜铬细胞膜、肥大细胞和5-HT能神经的突触前膜中。它是神经末梢突触前膜的组成部分。它将突触间隙中的5-HT重新摄取到突触前神经元中，从而调节突触间隙中5-HT的浓度以及消化、体温、内分泌、生殖、睡眠、情绪、认知等一系列生命过程。 、疼痛、饥饿和攻击行为等。
20世纪60年代，研究人员发现神经末梢对5-HT的再摄取受到三环类抗抑郁药丙咪嗪的抑制，其机制与去甲肾上腺素的再摄取相似。 20世纪90年代，氟西汀作为选择性5-HT再摄取抑制剂（SSRIs）被引入抑郁症治疗领域，并成功克隆SERT基因，证实SERT是SSRIs抗抑郁药的靶点。
此后，虽然有学者对细菌和果蝇中神经递质钠转运蛋白（NSS）家族（包括5-HT转运蛋白、多巴胺转运蛋白和去甲肾上腺素转运蛋白）的结构进行了探索，但也得出了一些非常有价值的结论，但一直未能阐明NSSs显着药理特性的结构决定因素，以及人类SERT的变构机制和重要结构特征。为了弥补这一缺陷，美国俄勒冈健康与科学大学的研究人员利用X射线晶体衍射分析技术揭示了SERT的三维结构图，并讨论了SSRI抗抑郁药艾司西酞普兰和帕罗西汀各自的差异。与 SERT 的交互特征。该研究发表在权威学术期刊上。
这项研究以 3.15 Å 分辨率展示了与抗抑郁药艾司西酞普兰或帕罗西汀结合的人类 SERT 的 X 射线晶体衍射结构，并表明 SSRI 占据 SERT 跨膜螺旋 1、3、6、8 和 10，使其保持开放的构象细胞外部，从而直接阻断 5-HT 结合（图 1）。
图1 人类SERT结构（JA等人，2016）
a) 从平行于细胞膜的角度观察SERT的结构。位于SERT中心位点和变构位点的艾司西酞普兰分子分别以深绿色和蓝色棒图显示； b) 从细胞膜外部观察 SERT。结构
SSRI-SERT复合物的变构位点位于细胞外前庭内的中心位点之上，位于细胞外环4和6以及跨膜螺旋1、6、10和11之间。变构位点的占据将在空间上阻碍来自中心位点的配体，这也解释了为什么艾司西酞普兰可以作为变构配体发挥作用（图2），进一步增强抑制作用SERT 的功能。
图2 SERT变构位点的位置（a，b）和艾司西酞普兰作为变构配体的作用机制（c，d）（，中心位点；，变构位点）
尽管艾司西酞普兰和帕罗西汀均与 SERT 中心位点结合，但两种分子的氟苯基与 SERT 亚位点的结合方式不同。另外，两个分子上的胺基与SERT的距离也不同，这可能是两者对SERT亲和力不同的原因（图3）。因此，SSRIs与SERT整个中心位点的广泛相互作用很大程度上决定了SSRIs的选择性。
图3 a）艾司西酞普兰分子（深绿色结构）与SERT中心位点的相互作用； b) 帕罗西汀分子（粉色结构）与SERT中心位点的相互作用
综上所述，本研究首次通过X射线晶体衍射方法分析了人类SERT的蛋白质结构。当用艾司西酞普兰验证蛋白功能时，发现艾司西酞普兰可以将中心位点和变构位点结合起来，进一步强化SERT的抑制功能。这项研究为理解抗抑郁药的作用原理提供了明确的生物学证据，也为未来的药物设计提供了更科学的参考。
文献索引：JA，Green EM，Eric G. X 射线与人体：[J]。 , 2016, 532(7599):334-339。
（专家按姓氏笔画排序，排名不分先后）
5-HT转运蛋白(SERT)主要对5-HT有较高的亲和力，可以从神经细胞突触间隙重新摄取5-HT，然后再循环到突触前神经细胞体内。基于单胺假说开发的新型抗抑郁药物选择性5-HT再摄取抑制剂（SSRIs）的主要作用机制是阻断SERT功能，抑制5-HT再循环进入突触前神经细胞。
对于临床目的，本研究提供的一个重要信息是艾司西酞普兰或帕罗西汀都可以占据SERT的中心位点，从而直接阻断5-HT的结合。但两个分子的氟苯基与SERT结合的亚位不同，胺基与SERT的距离也不同。这可能是它们对SERT亲和力和临床效果差异的分子基础，解释了艾司西酞普兰更广泛、更强的SERT抑制功能和相对较小的副作用。
选择性5-羟色胺（5-HT）再摄取抑制剂（SSRIs）主要通过抑制突触前膜上的5-HT转运蛋白（SERT）来抑制突触间隙中5-HT的再摄取，并增加突触间隙中5-HT的含量。浓度以增强5-HT的生理作用。 SERT是抗抑郁、抗焦虑等治疗药物的重要靶点。因此，在一定程度上，SSRIs对SERT的抑制作用与其抗抑郁作用的强弱密切相关。
本研究利用X射线晶体衍射分析技术为我们提供了SERT的结构图，并探讨了SSRI抗抑郁药艾司西酞普兰和帕罗西汀分别与SERT的相互作用特征。结果表明，与帕罗西汀相比，艾司西酞普兰能够与SERT的中心位点和变构位点结合，从而进一步强化其对SERT的抑制功能，这为其独特的治疗优势提供了生物学证据。国内外相关临床研究也发现艾司西酞普兰、帕罗西汀（作为阳性对照）和安慰剂对照对伴有焦虑症状的抑郁症患者有较好的治疗效果。