血栓被称为生活中的“隐形杀手”，可在任何年龄、任何时间发生，发病率高且隐匿性强，如果不能得到及时、规范的诊治，将严重危及生命。血栓的形成依赖于血小板的活化和聚集。抑制血小板的活化和聚集是抗栓治疗的主要手段之一，因此与之相关的酶和受体的结构功能研究，以及相关药物开发一直是研究热点。蛋白酶激活受体1（Protease-activated receptors 1，PAR1）是血小板上主要的凝血酶受体，在血小板活化、聚集以及血栓形成中发挥重要作用，是已确证的重要抗栓药物靶标。通常情况下，GPCR的内源性激动剂都是游离的分子，而PAR家族受体采取了一种独特的激活机制：凝血酶识别并特异性切割受体N端，并暴露出一个新的N端，新暴露的N端随后作为栓配体，通过分子内相互作用与受体结合并激活受体（图a）。由于该家族受体仍未有激活态结构报道，其栓配体偶联机制、受体激活机制以及G蛋白结合机制仍然未知，阻碍了靶向该家族受体的药物研究进程。

2024年7月12日，浙江大学基础医学院张岩/毛春友团队联合上海药物研究所徐华强团队，在Cell Research上发表了题为 “Structural Basis of Tethered Agonism and G protein coupling of Protease-Activated Receptor” 的研究论文，报道了人源PAR1独特的栓配体结合激活机制和G蛋白选择性机制，为开发新型靶向PAR1的G蛋白选择性药物提供了结构基础。

本研究利用单颗粒冷冻电镜技术分别解析了栓配体激活的人源PAR1受体与下游Gq蛋白及Gi蛋白复合物的高分辨电镜结构，分辨率分别为3.0埃和3.2埃。结构分析发现，PAR1的栓配体采取了与粘附类受体完全不同的结合模式，PAR1的栓配体仅由六个氨基酸组成，但与受体的N端、ECL2、TM6和TM7等位置形成了广泛的相互作用，并与ECL2形成了额外的β-sheet（图b）。经过序列比对和结构预测，研究团队发现这一配体识别机制在PAR家族中十分保守，提示该家族受体可能具有相同的配体识别机制。

区别于其他的A类GPCR受体，PAR1的激活过程没有明显的TM6下端外扩，而表现为TM6和TM7的整体向下平移（图c）。配体占据一个很浅的胞外口袋，并通过受体上端的一系列具有较大侧链的氨基酸残基，包括H3366.58, Y3376.59, Y3537.35, F2715.39, Y1833.33, F1823.32, M1863.36等将激活信号从胞外传递到胞内（图d）。

开发选择性拮抗某一特定信号通路的药物一直是PAR1药物研发的重点。本研究通过PAR1与Gq和Gi蛋白复合物结构的解析和功能验证，发现PAR1的ICL2和ICL3在Gq的结合中发挥重要作用，而对Gi的结合影响较小（图e）。ICL2和ICL3在PAR1在G蛋白结合过程中表现出的差异，对开发选择性拮抗PAR1的Gq信号的药物提供了新的设计位点和分子基础。