去甲腎上腺素轉運體（NET）是單胺轉運體家族的重要成員，負責再攝取大腦突觸間隙的去甲腎上腺素和多巴胺，并與血清素轉運體、多巴胺轉運體共同維持突觸單胺類神經遞質的穩態。同時，NET在調節情緒、注意力及應激反應中發揮關鍵作用，是治療重度抑郁癥和注意缺陷多動障礙等神經精神疾病的重要藥物靶點。然而，學界對NET的構象選擇性與變構調控機制尚不明晰。
近期，中國科學院上海藥物研究所研究員徐華強和楊德華團隊聯合臨港實驗室研究員蔣軼和王震團隊，鑒定了NET內向開放構象特異性的變構位點，提出了靶向該構象的阻斷劑識別新機制——“瓣膜模型”。基于該模型，研究團隊采用“干–濕”結合的研究策略，發現了具有體內外抗抑郁活性的小分子，并通過結構藥理學手段闡明了其結合模式。
研究團隊分別解析了人源NET與抗抑郁藥物左米那普侖、維拉佐酮，以及NET與多巴胺轉運體雙重再攝取抑制劑伐諾司林結合的三個冷凍電鏡結構，分辨率達2.44?至2.52 ?。研究顯示，三種復合物中，NET均呈現內向開放構象。其中，左米那普侖結合于NET內向開放構象特異的新型變構位點。該位點被命名為S3，以區別于中央正構位點S1和位于靠近胞外區的外向開放構象變構位點S2。與之不同，維拉佐酮和伐諾司林同時占據S1與S3位點。
團隊通過對三個復合物結構精細分析，并與已報道的齊拉西酮–NET復合物進行結構比較，結合分子對接結果，提出了NET抑制劑識別的“瓣膜模型”，即NET內向開放空腔中的兩個關鍵苯丙氨酸殘基F72和F329如同“心臟瓣膜”，其側鏈相對排列，且側鏈構象隨不同抑制劑的結合而發生改變。這兩個殘基將內向開放空腔分隔為內室與外室兩個非對稱區域。不同化學結構的抑制劑被“瓣膜”引導結合至不同區域，如左米那普侖、維拉佐酮及伐諾司林結合于外室，齊拉西酮結合于內室。該模型揭示了NET如何特異性識別結構多樣的抑制劑，為理性藥物設計提供了新的理論框架。
基于上述結構模型，團隊對超52萬種小分子的化合物庫進行了針對NET內向開放構象的虛擬篩選。經過多輪篩選與生物學驗證，獲得活性化合物F3288-0031。該化合物在體外表現出強效的NET抑制活性，并在小鼠強迫游泳實驗中顯示出明確的抗抑郁效果，未影響自發活動。團隊進一步從結構視角，確證了F3288-0031結合于NET內向開放構象特異性的變構位點，其結合特征符合“瓣膜模型”。藥代動力學與脫靶效應研究表明，F3288-0031可有效入腦，其主要通過抑制NET和血清素轉運體發揮治療作用，且與其他關鍵神經靶點的交叉反應性較低，顯示出良好的成藥性與安全性。
這一研究揭示了NET在內向開放狀態下，與不同抑制劑的結合模式，提出了構象選擇性變構調控的全新“瓣膜模型”，深化了學界對單胺轉運體家族配體識別與調控機制的理解，證實了靶向NET內向開放構象開發高選擇性抑制劑的可行性。同時，該研究通過“結構解析–計算篩選–功能驗證–結構驗證”多學科閉環策略，將靶標機制的基礎研究成果轉化為具有明確藥理潛力的活性分子，為抗神經精神疾病創新藥物研發提供了新范例。
相關研究成果發表在《細胞》（Cell）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會、科學技術部、中國科學技術協會、上海市等的支持。
論文鏈接
NET與左米那普侖、維拉佐酮及伐諾司林復合物的結構
抑制劑內向開放構象特異性識別NET的“瓣膜模型”
本文鏈接：研究提出去甲腎上腺素轉運體的構象選擇性變構調控模型http://www.sq15.cn/show-12-2030-0.html
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