Gタンパク質共役型受容体(GPCR)は、ヘテロ三量体Gタンパク質と一過性に会合し、光、匂い、ホルモン、サイトカイン、神経伝達物質などの感覚刺激に対して適切な応答を誘導する膜結合受容体です。

GPCRは、七重ヘリカル受容体、7TM受容体、または蛇紋岩受容体とも呼ばれ、二重層にまたがる7つの(H1-H7)膜貫通型αヘリックスで構成され、円筒形のコアを形成します。膜貫通ヘリックスは、3つの細胞外ループと3つの細胞質ループによって接続されています。細胞外ループとともに、膜貫通型α-ヘリックスはGPCRの中央リガンド結合ポケットを形成します。対照的に、第3の細胞質ループはヘテロ三量体Gタンパク質結合部位として機能します。

リガンド結合は、GPCRが構造変化を起こすときにGPCRを活性化し、ヘテロ三量体Gタンパク質にも高い親和性で結合します。活性化されたGPCRは、複数のGタンパク質に結合して活性化し、シグナルを増幅することができます。次に、Gタンパク質は下流のエフェクターに結合して活性化し、細胞応答を引き起こします。

すべての哺乳類のGPCRは、構造的には7つの膜貫通型α-ヘリックスドメインから構成されていますが、その配列や機能はかなり異なります。GPCRは、クラスA(ロドプシン様)、クラスB(セクレチン受容体様またはB1)、クラスB2/接着型、クラスC(グルタミン酸受容体様)、クラスF(縮れ様)の5つのクラスに大別されます。

• クラスAは、ロドプシンとベータアドレナリン受容体を含むGPCRの最大のサブファミリーを形成します。
• クラスBは、グルカゴン、副甲状腺ホルモン、血管作用性腸管ペプチド(VIP)受容体などのホルモン結合受容体で構成されています。
  • 接着またはB2受容体クラスには、接着Gタンパク質共役受容体またはADGRL1およびADGRG1などの受容体のADGR基が含まれ、これらは細胞の接着および遊走に必須である。
• クラスCには、カルシウム感知受容体、γ-アミノ酪酸(GABA)B型受容体、代謝型グルタミン酸受容体、およびいくつかの味覚受容体が含まれます。他のグループとは異なり、このグループはリガンド結合に特徴的なハエトリトラップモジュールを使用しています。
• クラスFは、縮れ様とも呼ばれ、胚発生における平滑化またはSmo受容体および機能が含まれます。

全体として、人間は800以上のGPCRで構成されています。これらの多くはホルモン、成長因子、または内因性リガンドを検出しますが、他のいくつかは嗅覚反応と味覚反応に関与しています。

このように、GPCRは重要な生理学的経路を調節し、糖尿病、がん、肥満、うつ病、アルツハイマー病などの疾患を治療するための優れた薬剤標的です。承認された薬剤の約35%は、特定のGPCRと選択的に相互作用することで治療効果を発揮します。一般的に使用される薬物の1つであるベータ遮断薬は、ベータアドレナリン受容体を標的とし、高血圧、心不整脈、不安神経症などの状態を治療します。GPCRは、さまざまな疾患疾患に対する兵器庫を作成するための効果的な標的を提供します。