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血小板激活因子受体PAFR(platelet-activating factor receptor)是一种脂类家族的G蛋白偶联受体,可以被其激动剂血小板激活因子PAF(platelet-activating factor)激活。PAFR的激活会引起包括哮喘、过敏、血小板聚集和动脉粥样硬化在内的多种疾病。而PAFR拮抗剂可以阻断PAFR的激活,并抑制相关疾病的发生。目前市场上有多种针对PAFR的药物来治疗相关疾病,但大部分药物来自于天然提取,受限于低亲和力和比较差的药物代谢,这些药物的效果十分有限。我们对PAFR的结构解析,有助于从结构水平上阐释药物与受体的作用机制,并为后续的药物研发提供结构基础 经过一系列的蛋白改造和配体筛选,我们分别解析了PAFR与反向激动剂Ligand4的2.9(A)复合物结构以及PAFR与拮抗剂Ligand5的2.95(A)复合物结构,并阐释了PAFR配体的一种保守结合模式。此外,在PAFR-Ligand5的结构中展现出了一种非常特别的胞内侧螺旋排列方式,其TM2和TM4的胞内侧末端相比PAFR-Ligand4结构有着超过10(A)的外移。通过smFRET实验,我们对PAFR结构中观察到的TM2和TM4的构象变化进行了验证。结合PAFR在Ligand4、Ligand5以及激动剂PAF作用下的G蛋白激活实验结果,我们发现TM2和TM4胞内侧螺旋的外移程度与配体对PAFR的激活能力呈正相关的关系,其构象变化可能和PAFR的激活有关。最后,PAFR-Ligand5结构中的helix8伸展进ICL1和ICL2之间,呈现出一种从未被观察到的特殊构象。通过helix8突变体的G蛋白激活实验,我们发现helix8可能参与了PAFR对下游G蛋白的招募过程。 综上所述,我们对PAFR结构研究不仅阐释了PAFR对配体的识别模式,而且还发现了PAFR展现出一种可能与受体激活和G蛋白招募相关的特殊的胞内螺旋排列方式,这对研究GPCR的激活机制有着重大的意义。