上科大iHuman研究所在肥胖症药物靶点研究上获重要突破，首次解析 人源黑皮质素受体4（Melanocortin-4 Receptor，MC4R）原子分辨率晶体结构。该成果以“Determinationof the Melanocortin-4 Receptor Structure Identifies Ca2+ as a Cofactor forLigand Binding”为题，于4月24日在国际顶级学术期刊《科学》在线发表。上科大Stevens课题组博士研究生于静为文章的第一作者，iHuman研究所创始所长Raymond C. Stevens和密歇根大学教授Roger D. Cone为共同通讯作者，上科大是第一完成单位。领导这项研究工作的Stevens实验室专注于多肽配体调控的G蛋白偶联受体（GPCR）及与肥胖症和代谢类疾病相关受体研究。肥胖症增加了其它并发症的患病风险，如二型糖尿病、心血管疾病等。MC4R主要在下丘脑中表达，参与控制食物摄取、能量消耗、体重维持等。实验和临床证据也表明，MC4R是肥胖症治疗的重要靶点。但针对MC4R结构与功能的研究及药物研发一直充满挑战。通过与密歇根大学Roger Cone实验室以及南加州大学合作者的共同努力，最终解析了人源MC4R与环形多肽配体SHU9119复合物2.8埃分辨率的晶体结构。研究团队发现钙离子（Ca2+）结合在MC4R正构结合口袋中，同时与受体及候选药物发生相互作用，这也是首次观察到功能性Ca2+与GPCR的结合模式。同时，他们发现Ca2+有助于稳定受体-候选药物复合物，并使内源性激动剂α-黑素细胞刺激激素（α-melanocyte stimulating hormone, α-MSH）的亲和力和效力得到了极大的提高，但Ca2+对内源性拮抗剂刺鼠相关蛋白（Agouti related protein, AgRP）却无类似的作用效果。“MC4R是一个神秘而有趣的蛋白分子，还有许多未被发现的故事。MC4R-SHU9119-Ca2+复合结构第一次揭下了MC4R的神秘面纱。”于静说道，“将对活化状态的结构、MC4R与G蛋白、与其它蛋白之间的相互作用，以及同源/异源二聚体形成等方面进一步研究”。这项工作由上科大生命科学与技术学院和iHuman研究所的Raymond Stevens与赵素文团队、密歇根大学的Roger Cone实验室以及南加州大学的科研人员共同开展。

同步糖化与发酵是生物转化木质纤维素生产燃料乙醇或高值化学品的主流工艺。目前，由 于发酵产品浓度低所导致的高额的产品分离成本以及生产成本是纤维素原料生物转化中所面临 的紧迫问题。提高同步糖化与发酵操作中木质纤维素底物的固体含量，进而得到高浓度的发酵 产品，降低纤维素基产品的生产成本是木质纤维素生物炼制技术的发展趋势。本技术的产业化 实施将大大提高纤维素基发酵产品的浓度，大幅降低相关产品的分离成本和生产成本，为木质 纤维素生物炼制的产业化奠定基础。 本项目的高固体含量木质纤维素同步糖化与发酵技术主要包括同步糖化与发酵木质纤维素 培养发酵微生物和高固体含量同步糖化与发酵生产纤维素基产品等主要工序。其中，同步糖化 与发酵木质纤维素培养发酵微生物通过酶解木质纤维素得到的葡萄糖为发酵微生物提供碳源来 培养发酵菌种，实现了微生物培养碳源的原位生产，无需外源商业葡萄糖的添加，大大降低了 发酵微生物的培养成本；高固体含量木质纤维素同步糖化与发酵技术则通过自主研发的螺带型 反应器处理固含量达40%以上的底物进行发酵，与常规发酵反应器相比，电耗降低80%以上。 通过该成套技术可以得到不低于10% (v/v) 浓度的燃料乙醇或其它高值化学品的发酵液，纤维 素转化率达75%以上。本技术的实施将会大大降低纤维素基产品的生产成本，为木质纤维素生 物炼制的产业化奠定基础。