Receptory sprzężone z białkiem G lub GPCR to receptory związane z błoną, które przejściowo łączą się z heterotrimerycznymi białkami G i indukują odpowiednią reakcję na bodźce sensoryczne, takie jak światło, zapachy, hormony, cytokiny lub neuroprzekaźniki.

GPCR są również nazywane receptorami heptahelicznymi, 7TM lub serpentynowymi i składają się z siedmiu (H1-H7) transbłonowych alfa-helis, które obejmują dwuwarstwę, tworząc cylindryczny rdzeń. Helisy transbłonowe są połączone trzema pętlami zewnątrzkomórkowymi i trzema pętlami cytozolowymi. Wraz z pętlami zewnątrzkomórkowymi transbłonowe alfa-helisy tworzą centralną kieszeń wiążącą ligand GPCR. Natomiast trzecia pętla cytozolowa działa jako heterotrimeryczne miejsce wiązania białka G.

Wiązanie ligandów aktywuje GPCR, ponieważ ulega zmianie konformacyjnej, a także wiąże heterotrimeryczne białka G o wysokim powinowactwie. Aktywowany GPCR może wiązać i aktywować wiele białek G w celu wzmocnienia sygnału. Białka G z kolei wiążą i aktywują efektory znajdujące się za nimi i wywołują odpowiedź komórkową.

Chociaż strukturalnie wszystkie GPCR ssaków składają się z siedmiu transbłonowych domen alfa-helikalnych, różnią się one znacznie pod względem sekwencji i funkcjonalności. GPCR są szeroko podzielone na pięć klas, w tym klasę A (podobną do rodopsyny), klasę B (podobną do receptora sekretyny lub B1), klasę B2 / typ adhezji, klasę C (podobny do receptora glutaminianu) i klasę F (podobny do kędzierzawy).

• Klasa A tworzy największą podrodzinę GPCR, która obejmuje rodopsyny i receptory beta-adrenergiczne.
• Klasa B obejmuje receptory wiążące hormony, takie jak glukagon, parathormon i receptory wazoaktywnych peptydów jelitowych (VIP).
  • Klasa receptorów adhezyjnych lub B2 obejmuje adhezyjne receptory sprzężone z białkiem G lub grupy receptorów ADGR, takie jak ADGRL1 i ADGRG1, które są niezbędne do adhezji i migracji komórek.
• Klasa C obejmuje receptory wyczuwające wapń, receptory kwasu gamma-aminomasłowego (GABA) typu B, metabotropowe receptory glutaminianu i kilka receptorów smaku. W przeciwieństwie do pozostałych, ta grupa wykorzystuje charakterystyczny moduł pułapki na muchy Wenus do wiązania ligandów.
• Klasa F, zwana również kędzierzawą, obejmuje wygładzone lub Smo receptory i funkcje w rozwoju embrionalnym.

Ogólnie rzecz biorąc, ludzie składają się z ponad 800 GPCR. Wiele z nich wykrywa hormony, czynniki wzrostu lub endogenne ligandy, podczas gdy kilka innych bierze udział w reakcjach węchowych i smakowych.

W związku z tym GPCR regulują krytyczne szlaki fizjologiczne i są doskonałym celem leków w leczeniu chorób takich jak cukrzyca, rak, otyłość, depresja czy choroba Alzheimera. Prawie 35% zatwierdzonych leków realizuje swoje efekty terapeutyczne poprzez selektywną interakcję z określonymi GPCR. Jedna powszechnie stosowana klasa leków, beta-blokery, celują w receptory beta-adrenergiczne i leczą stany takie jak nadciśnienie, arytmia serca i lęk. GPCR stanowią skuteczny cel do stworzenia arsenału dla różnorodnego zakresu schorzeń.