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1、412生命的化学2004年24卷5期MiniReviewCHEMISTRYOFLIFE2004,24(5)文章编号:10001336(2004)05041203G蛋白偶联受体的结构与功能1,212郭志云张怀渝梁龙(1四川农业大学生命科学院原子能农业应用研究室,雅安625014;2军事医学科学院生物工程研究所,北京100071)摘要:G蛋白偶联受体(Gproteincoupledreceptor,GPCR)是具有7个跨膜螺旋的蛋白质受体,根据其序列的相似性以及与配基的结合情况,共分为5个亚家族,是人体内最大的蛋白质家族,也是重要的药物靶标
2、。二聚体或寡聚体的形成,以及G蛋白偶联受体多元素参与的信号网络传递模式的研究,打破了传统的配基G蛋白偶联受体G蛋白效应器的这种单一的线性信号传递模式,它的结构与功能的研究对于新药的开发、研制以及推动医药领域的发展起着举足轻重的作用。关键词:G蛋白偶联受体;二聚化中图分类号:Q71G蛋白偶联受体(Gproteincoupledreceptor,蛋白,因此不易得到晶体,难以用X射线与NMR的GPCR),又称为7个螺旋跨膜蛋白受体(seven方法测其三维结构。所以目前只有一种GPCR蛋白helicestransmembranesegmentrecepto
3、r,7TMreceptor),牛视紫质(bovinerhodopsin)的晶体三维结构被是人体内最大的蛋白质家族,根据其序列的相似性构建,这个结构的测出对于A族其他类受体的结构以及与配基的结合情况,共分为5个亚家族,分别研究起到了重要的导向作用。牛视紫质的7个跨膜110187是:A族类视紫红质(rhodopsinlike)受体、B族螺旋与膜并不垂直,TM的Cys与E的Cys类分泌素(secretinlike)受体、C族亲代谢共同形成二硫键。细胞质的末端区域通常被疏水残性谷氨酸盐和信息素(metabotropicglutamate/ph
4、ero基所环绕,它们一同形成了G蛋白的结合位点。mone)受体、D族真菌信息素(fungalpheromone)TM7的NPXXY模体(X为任意氨基酸)和TM3的受体和E族cAMP受体(cAMPreceptor)。人类(D/E)R(Y/W)模体,常常在稳定构象与信号传递基因组测序表明,目前约有720个基因参与了GPCR中起着重要的作用。与先前预测的结构有所不同的的合成,而且接近50%的药物是用GPCR作为它们是,牛视紫质受体在C末端有一段短的螺旋,并与的靶标,GPCR功能失调会导致许多疾病的产生,如膜平行,称之为TM8,可能对于受体的结构稳定起着[1
5、]阿尔茨海默氏症、帕金森症、侏儒症、色盲症以及哮重要的作用。喘等。因此对于GPCR的研究具有极其重要的意由于在预测膜蛋白方面的困难,目前对GPCR义。结构的研究还不是很透彻,但通过大量研究证明一1.GPCR的结构些亚家族受体间也存在着一些相似的结构,如几乎GPCR的肽链由N末端,7个跨膜螺旋(TM1所有GPCR都具有二硫键等。在GPCR家族中,A族TM7),C末端,3个胞外环(ECL1ECL3)及3~4个受体数目最多也是我们研究的重点,所以对A族受胞内环(ICL1ICL4)组成。N端在胞外,常常被糖体的结构也有了较为深入的了解。结构分析表明,基化。C端在胞内
6、,多表现为磷酸化。7个跨膜的A族受体的跨膜螺旋区与膜并不垂直,最保守的区螺旋反复穿过细胞膜的脂双层。序列分析发现,不域是跨膜区和C和C环。目前研究表明,A族同GPCR跨膜螺旋区的氨基酸比较保守,而C/N末受体共有二十多个高度保守位点。通过大量的突变端和回环区的氨基酸差异较大。因为GPCR是跨膜实验研究,这些保守位点的功能也逐步被了解,通过[2]GPCR数据库上的MuteXt点突变文献萃取工具,收稿日期:20040719我们对现有文献报道的A族的12个高度保守位点作者简介:郭志云(1978),男,硕士生,Email:zyguo@163.com;功能做了
7、总结(表1)。B族受体的N末端较长且较张怀渝(1966),女,教授,博士,联系作者,Email:freedegree@163.保守,主要结合一些大的配基,如胰高血糖素、com;梁龙(1965),男,教授分泌素等。它的N末端包含6个保守的半胱氨酸生命的化学2004年24卷5期413小综述CHEMISTRYOFLIFE2004,24(5)表1A族受体高度保守位点功能跨膜区位点TM位置功能TM1N1.50参与受体的构象活化过程以及与配基的结合。TM2D2.50对配基结合有一定影响,在稳定非活性构象中发挥重要作用,同时会影响G蛋白的偶联和信号的产生
