G蛋白偶联受体

G蛋白偶联受体（GPCRs）研究新进展

摘要：G 蛋白偶联受体(GPCRs)是一个超级膜蛋白家族。该家族的结构特点为七个穿越细胞膜的α-双螺旋结构, 其中N-端在细胞外, C-端在细胞内。他们识别并结合细胞外部环境中多种多样的信号分子，激活细胞内的异源三聚体的鸟苷酸结合蛋白（G-protein）。活化后的G 蛋白结合GTP置换GDP, 三聚体进行解离等变化，从而将信号传递到细胞内的效应分子，引起细胞内的一系列变化。市场上销售额前茅的药物中，有许多是作用于GPCRs的。对GPCRs的研究将会给医疗和医药带来新进展。其中理解GPCRs与信号分子的作用机制至关重要。庆幸的是牛视紫红质蛋白（rhodopsin）的结构已经清楚，其构效关系为其他GPCRs的研究提供了模板。另一个重要的G-蛋白偶联受体是血小板激活因子受体（PAFR），他与血小板激活因子的解聚与许多生理和病理变化相关。本文首先对GPCRs的市场，研究历史，结构分类进行了介绍，然后对牛视紫红质蛋白和血小板激活因子的构效关系现状进行了综述。

关键词：膜蛋白，G-蛋白偶联受体，信号传导，牛视紫红质蛋白，血小板激活因子受体

1. Ｇ蛋白偶联受体（GPCRs）简介

每个细胞的活动都是信息通过细胞膜不同种类的受体，由细胞外传导到细胞内起作用的。Ｇ蛋白偶联受体是目前大的蛋白质受体超家族之一。作用于ＧPCRs 的物质，通过作为激动剂、或作为拮抗剂、或干涉 GPCRs 的细胞传导而起作用。ＧPCRs 家族被认为是通过相似的分子机制而起作用。首先细胞外配体结合于ＧPCRs，引起受体蛋白的构型变化，从而改变与其相偶联的不同种类的Ｇ蛋白异源三聚体的结合状态。这些Ｇ蛋白的α-亚基、β-、γ-亚基结合为复合物联结于细胞膜内表面。配体和与Ｇ蛋白偶联受体的相互作用触发α亚基上 GDP 与GTP 交换，从而导致Ｇ蛋白从受体上解离及α-亚基与β、γ-亚基复合物的分离。解离了的α-GTP 亚基和β、γ-亚基与不同效应酶和离子通道作用，引起一系列生理反应。由于所有活化了的α-GTP 亚基具有 GDP 酶的活性，α-亚基 GTP 亚基终被水解为α-GDP 亚基，该状态与β、γ-亚基有高的亲和力，α-亚基与β、γ-亚基在结合为复合物。这个反应回到静息状态。

2. Ｇ蛋白偶联受体（ＧPCRs）的资源情况

据调查人类 35000 个基因中，大约有 750 个是GPCRs。其中几乎一半可能属于感觉受体，剩下的 400 个左右可以考虑为药物靶标。而这其中约 30 个已经作为药物上市，210 个GPCRs 家族已经找到自然配体，剩余 160 个被称为“孤儿受体”，功能未知。认出这些受体的生理作用将有助于了解它们的病理作用，这是一个艰难的任务。但是，根据对这个超级家族研究的成功历史，有理由相信这些新受体水平的治疗作用将会使大范围的人类疾病治疗受益。