5-羥色胺（Serotonin）受體是治療疼痛、腸胃功能障礙和情緒障礙的常見藥物靶點(diǎn)，但是我們對(duì)其三維結(jié)構(gòu)仍知之甚少。有關(guān)其受體結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)可為設(shè)計(jì)副作用更少的藥物提供重要線索。

5-羥色胺受體位于整個(gè)細(xì)胞膜，包括大腦、胃和相關(guān)神經(jīng)系統(tǒng)，抑制5-羥色胺受體的藥物有助于控制術(shù)后惡心，為癌癥治療保駕護(hù)航，還可用于治療腸易激綜合征等胃腸道疾病和提高注意力和記憶的抗抑郁藥物。

凱瑟西儲(chǔ)大學(xué)醫(yī)學(xué)院生理學(xué)和生物物理學(xué)副教授Sudha Chakrapani博士說(shuō)，盡管5-羥色胺受體藥用廣泛，但也伴隨著很多副作用?！坝捎谖覀儗?duì)5-羥色胺受體本身的結(jié)構(gòu)和與5-羥色胺結(jié)合后會(huì)發(fā)生什么還理解有限。因此，這阻礙了新藥開發(fā)設(shè)計(jì)。我們的工作次描述了5-羥色胺如何激活全長(zhǎng)5-羥色胺受體，其詳細(xì)程度接近單個(gè)原子水平?！?

在諾獎(jiǎng)顯微鏡技術(shù)的幫助下，Chakrapani團(tuán)隊(duì)研究了5-羥色胺與受體的相互作用，圖像顯示，5-羥色胺附著在受體上，扭曲著打開通道。開放的通道允許分子從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，研究人員利用模擬器觀察鈉分子通過(guò)新打開的通道。新研究強(qiáng)調(diào)了5-羥色胺受體的不同構(gòu)象，這些構(gòu)象讓細(xì)胞對(duì)特定分子的可滲透性變大或變小，這是藥物開發(fā)的關(guān)鍵，它還顯示出受體的哪些部分對(duì)通道的正常功能zui關(guān)鍵。

整個(gè)5-羥色胺受體僅占幾十億分之一米的空間，只有近代形成的顯微鏡技術(shù)才有能力捕捉到如此微小的分子，新研究顯示了技術(shù)——冷凍電鏡——2017年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)成果的強(qiáng)大影響力。在過(guò)去的一年里，它已經(jīng)幫助凱瑟西儲(chǔ)大學(xué)的研究人員觀察了腎結(jié)石和其他疾病的核心蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，去年，Chakrapani開始用冷凍電鏡觀察5-羥色胺受體為本研究奠定了基礎(chǔ)。

科學(xué)家希望他們的發(fā)現(xiàn)能夠靶向5-羥色胺受體特定區(qū)域或功能的更精que藥物?！拔覀冋诜e尋找?guī)椭O(shè)計(jì)更安全藥物的方法，從而調(diào)節(jié)5-羥色胺受體相關(guān)疾病，”文章一作博后學(xué)者Sandip Basak說(shuō)。