I recettori accoppiati a proteine G o GPCR sono recettori legati alla membrana che si associano transitoriamente con le proteine G eterotrimeriche e inducono una risposta appropriata a stimoli sensoriali come luce, odori, ormoni, citochine o neurotrasmettitori.

I GPCR sono anche chiamati recettori eptaelici, 7TM o serpentini e sono costituiti da sette alfa-eliche transmembrana (H1-H7) che attraversano il doppio strato per formare un nucleo cilindrico. Le eliche transmembrana sono collegate da tre anse extracellulari e tre anse citosoliche. Insieme alle anse extracellulari, le alfa-eliche transmembrana formano la tasca centrale di legame del ligando del GPCR. Al contrario, il terzo ciclo citosolico funziona come sito di legame della proteina G eterotrimerica.

Il legame con il ligando attiva i GPCR in quanto subisce un cambiamento conformazionale e lega anche proteine G eterotrimeriche con elevata affinità. Un GPCR attivato può legare e attivare più proteine G per amplificare il segnale. Le proteine G, a loro volta, si legano e attivano gli effettori a valle e provocano una risposta cellulare.

Sebbene strutturalmente, tutti i GPCR dei mammiferi siano costituiti da sette domini alfa-elicoidali transmembrana, differiscono considerevolmente nella loro sequenza e funzionalità. I GPCR sono ampiamente classificati in cinque classi, tra cui Classe A (simile alla rodopsina), Classe B (simile al recettore della secretina o B1), Classe B2 / tipo di adesione, Classe C (simile al recettore del glutammato) e Classe F (simile all'effetto crespo).

• La classe A costituisce la più grande sottofamiglia di GPCR che include rodopsine e recettori beta-adrenergici.
• La classe B comprende i recettori leganti gli ormoni come il glucagone, l'ormone paratiroideo e i recettori dei peptidi intestinali vasoattivi (VIP).
  • La classe dei recettori di adesione o B2 include i recettori accoppiati a proteine G di adesione o gruppi di recettori ADGR come ADGRL1 e ADGRG1 che sono essenziali per l'adesione e la migrazione cellulare.
• La classe C comprende i recettori sensibili al calcio, i recettori dell'acido gamma-aminobutirrico (GABA) di tipo B, i recettori metabotropici del glutammato e diversi recettori del gusto. A differenza degli altri, questo gruppo utilizza un caratteristico modulo di trappola per mosche di Venere per il legame del ligando.
• La classe F, chiamata anche frizzled-like, comprende recettori levigati o Smo e funzioni nello sviluppo embrionale.

Complessivamente, gli esseri umani sono costituiti da più di 800 GPCR. Molti di questi rilevano ormoni, fattori di crescita o ligandi endogeni, mentre molti altri sono coinvolti nelle risposte olfattive e gustative.

Pertanto, i GPCR regolano percorsi fisiologici critici e sono un eccellente bersaglio farmacologico per il trattamento di malattie come il diabete, il cancro, l'obesità, la depressione o l'Alzheimer. Quasi il 35% dei farmaci approvati implementa i propri effetti terapeutici interagendo selettivamente con specifici GPCR. Una classe di farmaci comunemente usati, i beta-bloccanti, prendono di mira i recettori beta-adrenergici e trattano condizioni come ipertensione, aritmia cardiaca e ansia. I GPCR forniscono un bersaglio efficace per creare un arsenale per una vasta gamma di condizioni patologiche.