g蛋白偶联受体包括哪些受体(g蛋白偶联受体作用)

图1 GPCR与G蛋白复合物形成过程示意图

5月9日，清华大学医学院、结构生物学高精尖创新中心布莱恩·科比尔卡（Brian K. Kobilka）教授研究组于《细胞》 （Cell） 杂志在线发表了题为《G蛋白偶联受体- G蛋白复合物形成过程的结构机理》（Structural Insights into the Process of GPCR-G Protein Complex Formation）的研究论文。论文报道了 beta2 肾上腺素受体（β2AR）融合Gs蛋白羧基端肽段（GsCT）的晶体结构以及GDP结合状态下Gs蛋白（GsGDP）的晶体结构，并基于结构首次提出了beta2 肾上腺素受体-Gs蛋白复合物在形成过程的初始阶段可能的分子模型。《细胞》期刊同期还以背靠背的方式发表了布莱恩·科比尔卡教授在斯坦福大学研究组的题为《G蛋白偶联受体-G蛋白复合物的组装》(Assembly of a GPCR-G protein Complex)的研究论文，报道了利用氢氘交换质谱分析和X射线辐射裂解蛋白印记质谱分析研究 beta2 肾上腺素受体与Gs蛋白复合物形成的动态过程的工作。两篇论文相互印证，共同揭示了G蛋白偶联受体与 G蛋白复合物形成的分子机理。

G蛋白偶联受体（GPCR）家族在人体中有800多个成员，在视觉，嗅觉，味觉，以及激素和神经递质的信号转导中发挥着重要的生理功能，同时也是关键的药物研发靶点。GPCR作为膜受体蛋白，对外感知胞外的配体信号，对内结合G蛋白或者Arrestin，将信号向下游传递，调节细胞功能。在激动剂的作用下，GPCR会与二磷酸鸟苷（GDP）结合状态的G蛋白，形成短暂的复合物（GPCR-GGDP），诱发GDP的释放，得到无核酸结合的GPCR-G蛋白复合物（GPCR-Gempty）。三磷酸鸟苷（GTP）随后与GPCR-Gempty状态下的G蛋白结合，引起 G蛋白解离成Gα 与 Gβγ亚基，进而激活下游的靶蛋白，传递细胞信号（图1）。

布莱恩·科比尔卡教授在斯坦福大学的课题组在GPCR结构生物学领域做出了开创性的工作。其于2007年首次获得了beta2肾上腺素受体的非激活态高分辨率结构，并于2011年利用模拟G蛋白的纳米抗体稳定beta2肾上腺素受体的激活态构象，获得了其激活态结构。更于2011年发表了beta2肾上腺素受体与Gs蛋白在无核酸状态下（β2AR-Gsempty）的复合物的晶体结构，首次在原子水平观测到信号从配体传递到受体再到G蛋白，该研究是GPCR领域里程碑式的成果。值得注意的是，在获得β2AR-Gsempty结构的研究中，研究者们使用核苷酸酶Apyrase水解去除复合物中的GDP，从而获得更加稳定的无核苷酸结合的GPCR-G蛋白复合物（GPCR-G