表皮生長因子受體EGFR是一種細胞表面蛋白，與多種癌癥密切相關，也是癌癥治療的主要靶標。日前，美國Lawrence Berkeley國家實驗室和加州大學Berkeley分校的研究人員，通過前沿技術完善了EGFR激活的詳細機制，文章發表在Cell雜志上。

“我們對EGFR以及細胞生長/增殖的復雜分子機制了解得越多，就能夠更好的開發新癌癥療法，更有效的治療多種癌癥，”文章的通訊作者之一，化學家Jay Groves說。“通過時間分辨熒光光譜、核磁共振和計算機建模，我們確定了當配體（EGF）結合時，EGFR激活的全部機制。”文章的另一位通訊作者是John Kuriyan。

從高中生物課上，我們學到基因編碼信息被翻譯為特定蛋白。不過，許多蛋白必須經由翻譯后程序激活，比如自身磷酸化。蛋白激活影響著許多重要的細胞過程，包括細胞增殖、分化和遷移。若EGFR出現故障使這些過程脫離控制，就會導致癌癥。然而，盡管EGFR與癌癥有著密切關聯，人們對EGFR的激活機制還并不完全了解。

“受體酪氨酸激酶是一個細胞表面受體大家族，EGFR也是其中一員。EGFR有一個細胞外的配體結合域，和一個細胞內的激酶區域，” Groves說。“教科書上對EGFR激活的解釋是，其配體EGF結合到配體結合域，誘導受體二聚化，隨后二聚體的兩個激酶區域相互磷酸化。”

Groves認為這一解釋過于簡單，因為在相對較低的濃度下，即使沒有EGF誘導的二聚化，單獨的激酶域在溶液中也能自激活。二聚化是指兩個同樣的分子聚合形成單個化合物。

研究人員發現，除了配體EGF結合以外，EGFR激活還需要EGFR跨膜螺旋和細胞膜附近區域發生結構偶聯。正是這種結構偶聯，允許配體存在時EGFR發生二聚化。

“未結合配體時，EGFR的構象使細胞內的激酶區域無法靠近，” Groves說。“當配體EGF結合時，這一限制解除，兩個EGFR發生二聚化，然后彼此磷酸化。”

研究人員通過時間分辨熒光光譜技術，在活細胞中實時觀察了當配體EGF激活EGFR時，EGFR移動并裝配成二聚體的過程。由此，他們完全解析了EGFR的激活機制。下一步研究人員將利用時間分辨熒光光譜技術研究另一類酪氨酸激酶（Eph受體），和免疫系統中重要的T細胞受體。

“我們更大的目標是，通過這一新的定量技術，將生物學轉化為硬物理科學，” Groves說。“從前我們是將觀察到的現象拼貼起來進行簡單描述，現在我們希望在物理學的基礎上理解生物系統的作用機制。”