G蛋白偶联受体

G蛋白偶联受体（GPCRs），也称为七（通过）跨膜结构域受体、7TM受体、七螺旋受体、蛇形受体和G蛋白连接受体（GPLR），形成一大群进化- 相关蛋白质是细胞表面受体，可检测细胞外的分子并激活细胞反应。 与G蛋白偶联，因七次穿过细胞膜而被称为七次跨膜受体。 配体可以结合到细胞外 N 末端和环（例如谷氨酸受体）或跨膜螺旋（类视紫红质家族）内的结合位点。 它们都被激动剂激活，尽管也可以观察到空受体的自发自动激活。

G蛋白偶联体仅存在于真核生物中，包括酵母、领鞭毛虫和动物。 结合并激活这些受体的配体包括光敏化合物、气味、信息素、激素和神经递质，大小不一，从小分子到肽再到大蛋白质。 G蛋白偶联体与许多疾病有关。

有两种主要的信号转导途径涉及 G蛋白偶联受体：

• cAMP 信号通路和
• 磷脂酰肌醇信号通路。

当配体与 GPCR 结合时，它会导致 GPCR 发生构象变化，从而使其充当鸟嘌呤核苷酸交换因子 (GEF)。 然后 GPCR 可以通过将与 G 蛋白结合的 GDP 交换为 GTP 来激活相关的 G 蛋白。 G 蛋白的 α 亚基与结合的 GTP 一起，可以从 β 和 γ 亚基上解离，进一步影响细胞内信号蛋白或直接根据 α 亚基类型。

随着 2011 年 G 蛋白偶联受体 (GPCR) 和 G 蛋白三聚体 (Gαβγ) 之间复合物的xxx个结构的确定，GPCR 研究的新篇章开启了，用于研究具有多个蛋白质的全局开关的结构 正在调查中。 之前的突破包括 2000 年确定了xxx个 GPCR 视紫红质的晶体结构，以及 2007 年确定了xxx个具有可扩散配体 (β2AR) 的 GPCR 的晶体结构。GPCR 的七个跨膜螺旋是如何排列成束的 根据二维晶体的低温电子显微镜研究中青蛙视紫红质的低分辨率模型进行怀疑。 三年后出现的视紫红质晶体结构并不令人惊讶，除了存在额外的细胞质螺旋 H8 和覆盖视网膜结合位点的环的精确位置。 然而，它提供了一个支架，希望成为其他 GPCR 同源建模和药物设计的通用模板——事实证明这个想法过于乐观。

七年后，β2-肾上腺素能受体 (β2AR) 与可扩散配体的结晶带来了令人惊讶的结果，因为它揭示了与视紫红质完全不同的受体胞外侧形状。 这个区域很重要，因为它负责配体结合并且是许多药物的目标。 此外，配体结合位点比视紫红质结构中的要宽敞得多，并且对外部开放。 在随后不久结晶的其他受体中，配体更容易接近结合侧。 新结构与生化研究相辅相成，揭示了分子开关的作用机制，这些分子开关调节受体的结构，导致激动剂的激活状态或反向激动剂的完全或部分失活状态。